基于共振隧穿二极管的太赫兹技术研究进展 被引量：2

1

作者 刘军 王靖思 +2 位作者 宋瑞良 刘博文 刘宁 《无线电通信技术》 北大核心 2024年第1期58-66,共9页

共振隧穿二极管(Resonant Tunneling Diode, RTD)是一种基于量子隧穿效应的半导体器件,同时具有非线性特性和负阻特性,通过改变偏置电压可以作为太赫兹源和太赫兹探测器,在未来6G技术中通信感知一体化方面具有优势。简要总结了基于RTD... 共振隧穿二极管(Resonant Tunneling Diode, RTD)是一种基于量子隧穿效应的半导体器件,同时具有非线性特性和负阻特性,通过改变偏置电压可以作为太赫兹源和太赫兹探测器,在未来6G技术中通信感知一体化方面具有优势。简要总结了基于RTD实现的器件的工作原理,对基于RTD实现的太赫兹源和太赫兹探测器、太赫兹通信系统以及太赫兹雷达系统等太赫兹技术的研究进展进行介绍,并对当前存在的技术挑战和未来的发展方向进行探讨。基于RTD的太赫兹技术凭借其突出的优势,将成为未来电子器件领域重要的发展方向。 展开更多

关键词 共振隧穿二极管 太赫兹源 太赫兹通信 太赫兹探测器

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基于共振隧穿二极管的140~220 GHz检波器设计

2

作者 茶兴增 张勇 《微波学报》 CSCD 北大核心 2024年第S1期302-305,共4页

本文基于AlGaN/GaN双势垒RTD,设计了一款工作频率范围为140~220 GHz的检波器。通过Silvaco Atlas TCAD仿真了该RTD器件,其峰谷电流比PVCR为1.5349、负微分电导GRTD为35.8852 m S,且构建了物理基模型对其进行了表征,实现了较好的拟合,从... 本文基于AlGaN/GaN双势垒RTD,设计了一款工作频率范围为140~220 GHz的检波器。通过Silvaco Atlas TCAD仿真了该RTD器件,其峰谷电流比PVCR为1.5349、负微分电导GRTD为35.8852 m S,且构建了物理基模型对其进行了表征,实现了较好的拟合,从中选取了直流工作点为-0.575 V。在太赫兹信号输入功率为-30 dBm的条件下,实现了在140~220 GHz频段内,电压灵敏度大于4000 m V/mW,在工作频率170 GHz处大于8923 m V/mW。 展开更多

关键词 共振隧穿二极管 检波器 太赫兹 领结天线

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基于共振隧穿二极管的GaAs基压力传感器研制 被引量：4

3

作者 王建 张文栋 +3 位作者 薛晨阳 熊继军 张斌珍 仝召民 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第05B期1844-1846,1851,共4页

为了突破传统的机电转换效应的宏观物理局限,为更高灵敏度、更低功耗的微/纳机电压力传感器的设计提供理论、工艺及实验依据,首次设计并利用微机械控制孔技术加工制作了基于AlAs/InxGa1-xAs/GaAs共振隧穿二极管(RTD)的GaAs基薄膜压力传... 为了突破传统的机电转换效应的宏观物理局限,为更高灵敏度、更低功耗的微/纳机电压力传感器的设计提供理论、工艺及实验依据,首次设计并利用微机械控制孔技术加工制作了基于AlAs/InxGa1-xAs/GaAs共振隧穿二极管(RTD)的GaAs基薄膜压力传感器,实现了RTD工艺与微机械加工技术的工艺集成.测试结果表明:该压力传感器的线性灵敏度达到0.1mV/kPa. 展开更多

关键词 共振隧穿二极管 GAAS 压力传感器 控制孔工艺

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共振隧穿二极管Ⅰ-Ⅴ特性的一致性测试与研究 被引量：2

4

作者 毛海央 张文栋 +1 位作者 熊继军 薛晨阳 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z2期1189-1191,共3页

共振隧穿二极管(RTD)具有类似于硅的压阻特性。为了定量表达RTD的压阻特性,对其Ⅰ-Ⅴ特性一致性的研究显得十分必要。文中设计一个恒温、恒压实验测试系统,测试同一个RTD结构在不同时间的Ⅰ-Ⅴ特性。实验结果表明,RTD结构的电阻在不同... 共振隧穿二极管(RTD)具有类似于硅的压阻特性。为了定量表达RTD的压阻特性,对其Ⅰ-Ⅴ特性一致性的研究显得十分必要。文中设计一个恒温、恒压实验测试系统,测试同一个RTD结构在不同时间的Ⅰ-Ⅴ特性。实验结果表明,RTD结构的电阻在不同时间的最大相对漂移量小于3％。随后测试仪器的测量误差,发现其中1％的相对漂移量由测试仪器造成。 展开更多

关键词 共振隧穿二极管 Ⅰ-Ⅴ特性 一致性 压阻特性

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共振隧穿二极管串联电阻测量方法的比较与分析 被引量：1

5

作者 宋瑞良 毛陆虹 +4 位作者 郭维廉 张世林 梁惠来 谢生 齐海涛 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期433-437,共5页

介绍了采用3种测量GaAs基RTD器件的串联电阻参数的方法:温度特性法、外加电阻法和电桥法.研究发现,不同的测试手段,得到的串联电阻值存在较大差异.对每种测量方法的原理进行了比较分析,由于3种方法分别针对RTD的不同电流区域进行测量,... 介绍了采用3种测量GaAs基RTD器件的串联电阻参数的方法:温度特性法、外加电阻法和电桥法.研究发现,不同的测试手段,得到的串联电阻值存在较大差异.对每种测量方法的原理进行了比较分析,由于3种方法分别针对RTD的不同电流区域进行测量,因而串联电阻会随着测量区域的改变而变化,导致测量结果不一致.对于RTD的不同用途要采用对应的测试方法,这为RTD在电路方面的应用奠定了基础. 展开更多

关键词 共振隧穿二极管 串联电阻 测量方法

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基于共振隧穿二极管的蔡氏电路及其应用 被引量：2

6

作者 吴刚 蔡理 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期454-458,共5页

利用共振隧穿二极管(RTD)的负微分电阻特性,采用驱动点特性合成的方法,实现了蔡氏电路中的分段线性电阻,通过一组参数的选取,进而实现了蔡氏电路,在设计蔡氏电路的基础上,利用耦合同步法实现了2个蔡氏电路之间的混沌同步,最后研究了他... 利用共振隧穿二极管(RTD)的负微分电阻特性,采用驱动点特性合成的方法,实现了蔡氏电路中的分段线性电阻,通过一组参数的选取,进而实现了蔡氏电路,在设计蔡氏电路的基础上,利用耦合同步法实现了2个蔡氏电路之间的混沌同步,最后研究了他在保密通信中的应用,并用SPICE模拟软件进行了仿真验证。相对于用传统方法实现的蔡氏电路,基于RTD的蔡氏电路及其保密通信电路具有电路结构简单的特点。 展开更多

关键词 共振隧穿二极管 蔡氏电路 混沌同步 保密通信

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基于共振隧穿二极管的微加速度传感器设计 被引量：1

7

作者 郝晓剑 张斌珍 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2013年第10期71-73,共3页

介绍了共振隧穿效应,并在此基础上利用共振隧穿二极管(RTD)设计了共振隧穿压阻式的微加速度传感器实验检测方案。对所设计的微加速度传感器进行加速度的电压输出线性度、频率响应以及不同偏压下加速度计的灵敏度等进行全面系统测试,并... 介绍了共振隧穿效应,并在此基础上利用共振隧穿二极管(RTD)设计了共振隧穿压阻式的微加速度传感器实验检测方案。对所设计的微加速度传感器进行加速度的电压输出线性度、频率响应以及不同偏压下加速度计的灵敏度等进行全面系统测试,并且进行了高低温试验、冲击响应对比分析等相关试验。研究结果为共振隧穿加速度传感器提供了全面、准确的数据,为压阻式RTD传感器的研究提供了可靠依据。 展开更多

关键词 共振隧穿 共振隧穿二极管 加速度传感器 测试

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平面型共振隧穿二极管和其组成MOBILE

8

作者 胡留长 郭维廉 +2 位作者 张世林 梁惠来 姚素英 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1360-1363,共4页

为了解决传统台面型共振隧穿二极管制作过程中横向钻蚀问题,提出了一种采用离子注入法在N+GaAs衬底上制作平面型共振隧穿二极管,通过离子注入对器件之间进行隔离,取代了台面制作工艺中的通过湿法腐蚀隔离器件的目的.研究了它的I-V特性,... 为了解决传统台面型共振隧穿二极管制作过程中横向钻蚀问题,提出了一种采用离子注入法在N+GaAs衬底上制作平面型共振隧穿二极管,通过离子注入对器件之间进行隔离,取代了台面制作工艺中的通过湿法腐蚀隔离器件的目的.研究了它的I-V特性,测得的峰谷电流比为3.4.研究了由平面型共振隧穿二极管构成的单双稳态逻辑单元,实现了作为反相器的功能. 展开更多

关键词 平面型共振隧穿二极管 离子注入 峰谷电流比

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InP基共振隧穿二极管太赫兹振荡器的设计与实现 被引量：3

9

作者 刘军 宋瑞良 +1 位作者 刘宁 梁士雄 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期443-447,共5页

利用InP基共振隧穿二极管(RTD)和加载硅透镜的片上天线设计实现了超过1 THz的振荡器。采用Silvaco软件对RTD模型进行仿真研究,分析了不同发射区掺杂浓度、势垒层厚度、隔离层厚度以及势阱层厚度等对器件直流特性的影响规律。对研制的RT... 利用InP基共振隧穿二极管(RTD)和加载硅透镜的片上天线设计实现了超过1 THz的振荡器。采用Silvaco软件对RTD模型进行仿真研究,分析了不同发射区掺杂浓度、势垒层厚度、隔离层厚度以及势阱层厚度等对器件直流特性的影响规律。对研制的RTD器件直流特性测试显示:峰值电流密度J_(p)为359.2 kA/cm^(2),谷值电流密度J_(v)为135.8 kA/cm^(2),峰谷电流比PVCR为2.64,理论计算得到的器件最大射频输出功率和振荡频率(f_(max))分别为1.71 mW和1.49 THz。利用透镜封装的形式对采用Bow-tie片上天线和RTD设计的太赫兹振荡器进行封装,测试得到振荡频率超过1 THz,输出功率为2.57μW,直流功耗为8.33 mW,是国内首次报道超过1 THz的振荡器。 展开更多

关键词 太赫兹 共振隧穿二极管 振荡器

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“共振隧穿二极管与光敏异质结双板型晶体管的光电集成”项目通过市教委验收

10

作者 李占生 《天津工业大学学报》 CAS 2005年第6期26-26,共1页

由我校信息与通信工程学院副院长牛萍娟副教授承担的天津市高校科技发展基金项目“共振隧穿二极管与光敏异质结双板型晶体管的光电集成”于2005年8月2日通过了市教委组织的专家验收．

关键词 共振隧穿二极管 光电集成 基金项目 晶体管 异质结 教委 板型 光敏 科技发展 工程学院

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隧穿型量子效应薄膜材料制备技术

11

作者 商耀辉 武一宾 +4 位作者 卜夏正 牛晨亮 王建峰 李亚丽 张雄文 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第z1期15-17,共3页

探讨了隧穿型量子效应薄膜材料制备技术,并应用分子束外延方法制备了典型结构外延材料GaAs基共振隧穿二极管,经过器件验证,得到了较好的结果.重点讨论了关键制备技术,包括束流精细控制和间歇式生长方式,主要是为了生长出更接近完美的晶... 探讨了隧穿型量子效应薄膜材料制备技术,并应用分子束外延方法制备了典型结构外延材料GaAs基共振隧穿二极管,经过器件验证,得到了较好的结果.重点讨论了关键制备技术,包括束流精细控制和间歇式生长方式,主要是为了生长出更接近完美的晶体结构和晶体表面,并分析了测试结果和器件验证结果,最终得出整套隧穿型量子效应薄膜材料制备技术. 展开更多

关键词 分子束外延 共振隧穿二极管 量子隧穿效应

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基于开关序列的RTD多值反相器设计 被引量：4

12

作者 林弥 沈继忠 王林 《浙江大学学报（理学版）》 CAS CSCD 2004年第1期38-42,共5页

共振隧穿二极管(ResonantTunnelingDiode-RTD)本身所具有的负阻抗(NegativeDifferentialResistance-NDR)特性使其成为天然的多值器件.本文描述了RTD以及三端共振隧穿(ResonantTunneling-RT)器件的伏安特性,介绍了元件用PSPICE软件的模... 共振隧穿二极管(ResonantTunnelingDiode-RTD)本身所具有的负阻抗(NegativeDifferentialResistance-NDR)特性使其成为天然的多值器件.本文描述了RTD以及三端共振隧穿(ResonantTunneling-RT)器件的伏安特性,介绍了元件用PSPICE软件的模拟方法,并以开关序列原理为指导思想设计出更为简洁的三值、四值反相器电路.设计出的电路具有低功耗和高速的特点,适合作为超高速大规模数字集成电路中的单元电路. 展开更多

关键词 开关序列 RTD 多值反相器 量子电路 多值逻辑 共振隧穿二极管

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平面型RTD制作过程中的两个关键工艺 被引量：1

13

作者 陈乃金 郭维廉 +4 位作者 牛萍娟 王伟 于欣 张世林 梁惠来 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期328-332,共5页

采用n+GaAs衬底和自对准B离子注入技术制作了平面型共振隧穿二极管,深入讨论其制作过程中几个关键问题,包括离子注入能量与剂量的选择、RTD负阻区表观正阻现象等,并系统地研究了快速合金工艺温度和时间对于制作良好欧姆接触和消除负阻... 采用n+GaAs衬底和自对准B离子注入技术制作了平面型共振隧穿二极管,深入讨论其制作过程中几个关键问题,包括离子注入能量与剂量的选择、RTD负阻区表观正阻现象等,并系统地研究了快速合金工艺温度和时间对于制作良好欧姆接触和消除负阻区表观正阻的影响。结果表明对于所选材料,离子注入能量为130keV,剂量为4×1013/cm2,退火温度为380℃持续60s可得到特性较好的PRTD器件,该器件的制作为RTD的应用打下良好基础。 展开更多

关键词 平面型共振隧穿二极管 负阻区表观正阻 离子注入 快速合金 欧姆接触

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用变温法测量RTD串联电阻 被引量：1

14

作者 宋瑞良 毛陆虹 +4 位作者 郭维廉 谢生 齐海涛 张世林 梁惠来 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期83-87,共5页

用变温法测量了GaAs基共振隧穿二极管(RTD)器件的串联电阻参数。与网络分析仪法不同,变温法是通过测量RTD器件在不同温度下的I-V特性曲线,用数学方法求解曲线特定区域的相关参数得到串联电阻值。为了便于对比,设计并研制了两种发射极面... 用变温法测量了GaAs基共振隧穿二极管(RTD)器件的串联电阻参数。与网络分析仪法不同,变温法是通过测量RTD器件在不同温度下的I-V特性曲线,用数学方法求解曲线特定区域的相关参数得到串联电阻值。为了便于对比,设计并研制了两种发射极面积的RTD器件,经测量发现,发射极面积对于RTD的串联电阻有较大影响。对其产生原因进行了详细的分析,为RTD在高频电路中的应用奠定了基础。 展开更多

关键词 共振隧穿二极管 串联电阻 变温法

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RTD振荡特性的模拟与研究

15

作者 王伟 牛萍娟 +3 位作者 郭维廉 于欣 杨广华 李晓云 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2008年第9期938-942,共5页

为解决共振隧穿二极管(RTD)振荡功率的提高受到稳定性限制的问题,利用高级设计系统(ADS)电路仿真,研究了 RTD 分别与 RLC(电阻、电容、电感)、HEMT(高电子迁移率晶体管)及 HBT(异质结双极晶体管)构成的大信号振荡电路,分析了其负阻、双... 为解决共振隧穿二极管(RTD)振荡功率的提高受到稳定性限制的问题,利用高级设计系统(ADS)电路仿真,研究了 RTD 分别与 RLC(电阻、电容、电感)、HEMT(高电子迁移率晶体管)及 HBT(异质结双极晶体管)构成的大信号振荡电路,分析了其负阻、双稳特性产生振荡的机理,探索了 RTD 的连接器件对 RTD 特性的调制作用。研究表明,振荡电压(或电流)的峰值与谷值之差越大,输出电压(或电流)的振荡幅度就越大,且比单纯增大RTD 结面积来增大输出功率的做法有更好的稳定性,据此有望解决功率受限的问题;RTD连接的器件对 RTD 特性的调制作用与连接方式有关,通过改变连接方式可以扩大 RTD 在射频收发系统中的应用。 展开更多

关键词 共振隧穿二极管(RTD) 振荡器 高级设计系统(ADS) 双稳特性

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RTD基高速多值量化器的设计

16

作者 马龙 王良臣 杨富华 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期2006-2008,共3页

建立的RTD SPICE模型,与实际制作的GaAs基RTD器件进行了拟合验证.对四值量化器电路的工作原理进行了解释说明,通过器件参数的提取,对电路进行了模拟仿真,确定了电路相关参数.通过公式计算得出的电路阈值电压与模拟结果一致.最后对电路... 建立的RTD SPICE模型,与实际制作的GaAs基RTD器件进行了拟合验证.对四值量化器电路的工作原理进行了解释说明,通过器件参数的提取,对电路进行了模拟仿真,确定了电路相关参数.通过公式计算得出的电路阈值电压与模拟结果一致.最后对电路最大的工作频率进行了分析. 展开更多

关键词 共振隧穿二极管 量化器 多值逻辑 SPICE

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RTD电路的可测试性设计 被引量：2

17

作者 骆健 林弥 +3 位作者 徐丽燕 王林 陈偕雄 金心宇 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第11期1436-1440,1473,共6页

针对共振隧穿二极管(RTD)电路由于具有超高集成度特点所带来的电路测试困难,在故障分析与故障模型的基础上提出了RTD电路的可测试性设计方案.该方案基于RTD电路开关级模型,针对电路基本的开路、短路故障合理增加控制端,利用控制端信号... 针对共振隧穿二极管(RTD)电路由于具有超高集成度特点所带来的电路测试困难,在故障分析与故障模型的基础上提出了RTD电路的可测试性设计方案.该方案基于RTD电路开关级模型,针对电路基本的开路、短路故障合理增加控制端,利用控制端信号设计测试向量,使电路达到完全可测的目的.本方案可测试性程度较高,硬件花费较小,仅需附加一个金属氧化物半导体管(MOS)与两个控制端便可有效地测试出RTD电路的开路故障与短路故障,提高了电路的可控制性和可观察性,经PSPICE9.0软件验证达到了可测试性设计的目的. 展开更多

关键词 共振隧穿二极管(RTD) 短路故障 开路故障 可测试性设计

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RTD-HBT高速低功耗环形振荡器的分析

18

作者 王小丽 牛萍娟 +3 位作者 刘宏伟 郭维廉 毛陆虹 杨广华 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期422-425,450,共5页

RTD与HBT是高频高速器件,共振隧穿二极管-异质结晶体管(RTD-HBT)环形振荡器有很好的应用前景。详细介绍了RTD-HBT高速低功耗环形振荡器的工作原理,建立了RTD,HBT及RTD-HBT环形振荡器的等效电路模型,并对RTD-HBT环形振荡器用Pspice模拟... RTD与HBT是高频高速器件,共振隧穿二极管-异质结晶体管(RTD-HBT)环形振荡器有很好的应用前景。详细介绍了RTD-HBT高速低功耗环形振荡器的工作原理,建立了RTD,HBT及RTD-HBT环形振荡器的等效电路模型,并对RTD-HBT环形振荡器用Pspice模拟软件进行了电路模拟。模拟结果与预期结果一致,有助于指导该电路的设计。 展开更多

关键词 共振隧穿二极管-异质结晶体管 反相器 环形振荡器 PSPICE软件

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基于RTO的失调馈送缝隙天线的研究

19

作者 曲海涛 李建雄 +1 位作者 李运祥 毛陆虹 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2014年第1期40-44,49,共6页

研究应用于共振隧穿器件的失调馈送缝隙(offset-fed slot)天线,首先对失调馈送缝隙天线进行理论分析,然后通过HFSS软件进行建模仿真,运用MATLAB软件对仿真得到的实验数据进行拟合,得到了失调馈送缝隙天线的振荡频率、输入阻抗随缝隙长... 研究应用于共振隧穿器件的失调馈送缝隙(offset-fed slot)天线,首先对失调馈送缝隙天线进行理论分析,然后通过HFSS软件进行建模仿真,运用MATLAB软件对仿真得到的实验数据进行拟合,得到了失调馈送缝隙天线的振荡频率、输入阻抗随缝隙长度及偏移量的变化关系,实验结果与理论分析基本一致.通过研究失调馈送缝隙天线的阻抗特性,为共振隧穿二极管(resonant tunneling diode,RTD)振荡器与缝隙天线(slot天线)的阻抗匹配提供理论指导,实现太赫兹振荡器的最大功率输出. 展开更多

关键词 失调馈送 缝隙天线 共振隧穿二极管(RTO) 太赫兹(THz)天线

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基于RTD材料结构与参数的RTO设计与模拟

20

作者 李艳辉 毛陆虹 +1 位作者 郭维廉 赵帆 《微波学报》 CSCD 北大核心 2015年第4期51-54 59,59,共5页

首先对THz波源的共振隧穿二极管(RTD)设计中的关键问题,即从材料与结构出发,对如何提高RTD的截止频率和输出功率进行了分析研究,并利用Win Green软件,仿真设计出具有高振荡频率和输出功率的RTD。在此基础上,采用RTD的共振隧穿理论和缝... 首先对THz波源的共振隧穿二极管(RTD)设计中的关键问题,即从材料与结构出发,对如何提高RTD的截止频率和输出功率进行了分析研究,并利用Win Green软件,仿真设计出具有高振荡频率和输出功率的RTD。在此基础上,采用RTD的共振隧穿理论和缝隙天线的结构模型,利用PSpice仿真软件构建了包含RTD材料与结构参数以及缝隙天线结构参数在内的完整太赫兹振荡器(RTO)的等效电路模型。振荡频率约为1.02THz,输出功率约为88.2μW,本文工作为今后研究该类器件奠定了基础。 展开更多

关键词 共振隧穿二极管 振荡频率 太赫兹振荡器 电路模型

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