太赫兹量子阱探测器的暗电流抑制电路研究-论文.pdf

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1、第44卷第4期激光与红外Vol_44．No．42014年4月LASER&INFRAREDApril，2014文章编号：1001-5078(2014)0449433-05·太赫兹技术·太赫兹量子阱探测器的暗电流抑制电路研究董明，郭旭光，谭智勇，刘晓艳，郭方敏，曹俊诚(1．中国科学院大学上海微系统与信息技术研究所太赫兹固态技术重点实验室，上海200050；2．华东师范大学教育部极化材料与器件实验室，上海200241)摘要：主要研究了太赫兹量子阱探测器读出电路中的暗电流抑制模块。首先从理论上分析了太赫兹量子阱

2、探测器产生暗电流和光电流的原理。由于太赫兹量子阱探测器中电子输运行为非常复杂，难以通过理论推导建立精确等效电路模型的解析表达式。通过对太赫兹量子阱探测器的电流电压实验数据进行拟合，提出压控电流源等效电路模型。利用此模型设计读出电路信号源及暗电流抑制模块，结合读出电路进行仿真验证电路模型的准确性。发现与传统暗电流抑制电路相比，压控电流源电路模型能够在器件工作偏压变化时对其暗电流进行精确抑制，提高读出电路性能，因此更适合作为太赫兹量子阱探测器读出电路的暗电流抑制模块。关键词：太赫兹量子阱探测器；暗电流抑制电

3、路；压控电流源等效电路模型；读出电路中图分类号：0441文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．100l-5078．2014．04．18ResearchondarkcurrentsuppressioncircuitofterahertzquantumwellphotodetectorDONGMing，GU0Xu—guang，TANZhi—yongLIUXiao—yan．GU0Fang—min，CAOJun．cheng(1．KeyLaboratoryofTerahertzSolid—State

4、Technology，ShanghaiInstituteofMierosystemandInformationTechnology．ChineseAcademyofSciences，Shanghai200050，China；2．KevLaboratoryofPolarMaterialsandDevices，MinistryofEducation，EastChinaNormalUniversity，Shanghai200241，China)Abstract：Thedarkcurrentsuppressio

5、ncircuitandtheequivalentcircuitmodeloftheterahertzquantum—wellphotode—tectors(QWps)areintroduced．Thetransportmechanismsofdarkcurrentandphotocurrentareanalyzedtheoretical一1v．BecausethetransportmodelofterahertzQWPsisverycomplex，theanalyticalexpressionforth

6、ecurent—voltagerelationsusedinthecircuitmodelofterahertzQWPscannotbeobtainedprecisely．Byfittingtheexperimentaldarkcurent-vohageandphotoeurrent．voltagedata，theeffectivevoltagecontrolledcurrentsource(vccs)circuitmodelofterahertzQWPsisestablished．Theeffecti

7、vecircuitmodelisusedtodesignthedarkcurentsuppressionmoduleandthesignalsoureeinreadoutcircuit．ThenumericalsimulationresultsshowthattheeffectivecircuitmodelofterahertzQWPsworksWe11．Comparedwiththetraditionaldarkcurentsuppressionmodule，theVCCScircuitmodelca

8、naceu—ratelysuppressthedarkcuITentwhenthevoltageoftheterahertzQWPschanges．It’Smoresuitableforthedarkcur-rentsuppressionmoduleoftheterahertzQWPsinthereadoutcircuit．Keywords：terahertzquantumwellphotodetector；darkcurrentsuppr