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基于Ⅵ的载流子迁移率测试系统的研制

作　者: 汤震
导　师: 邱桂明
学　校: 汕头大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 虚拟仪器 LabVIEW CELIV 迁移率
分类号: TN304
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

载流子的迁移率是半导体材料的重要特性参数。通过对迁移率的测量,可以准确掌握不同材料的电输运特性。因此,方便、准确地测量半导体载流子的迁移率,对半导体的研究和生产都具有重要的意义。随着科学技术的进步,出现了新的测试仪器——虚拟仪器。虚拟仪器是基于计算机的测试平台,具有交互式的图形界面。由计算机、应用软件和硬件组成,通过软件把计算机硬件资源和仪器硬件有机融为一体。本文介绍了虚拟仪器的发展和LabVIEW相关知识。本文分析了几种传统的测量半导体载流子迁移率的方法和仪器。针对传统方法和仪器存在的测试条件苛刻、精度不高、设备昂贵等缺点,文中根据线性增压载流子瞬态谱这一原理,以LabVIEW为平台设计了一种半导体载流子迁移率测试系统。详细介绍了该系统各部分的硬件组成,详细论述了系统软件的各功能模块的设计和实现方法,其中包括线性增压控制模块、数据采集、数据存储与回放等功能模块。最后,对该半导体载流子迁移率测试系统进行了调试和测试实验,并对测试结果进行了分析。实验结果表明,所研发的测试系统,运行稳定,使用简单方便,具有良好的数据保存、回放及数据图形显示功能,同时软件具有参数设置灵活,可二次开发的优点,具有一定的实用价值和发展前景。

全文目录

中文摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章绪论  8-14
  1.1 选题背景及意义  8-9
  1.2 虚拟仪器（Virtual Instrument）的发展及研究现状  9-13
  1.3 本文研究的主要内容  13-14
第2章半导体载流子迁移率测试系统的工作原理  14-22
  2.1 半导体材料和载流子迁移率的概述  14-20
    2.1.1 测量迁移率的基本方法  14-18
    2.1.2 CELIV  18-20
  2.2 CELIV 准测条件分析  20-21
  2.3 本章小结  21-22
第3章半导体载流子迁移率测试系统设计的总体方案  22-25
  3.1 系统实现的功能  22
  3.2 系统的设计原则  22-23
  3.3 系统的整体设计方案  23-24
  3.4 本章小结  24-25
第4章半导体载流子迁移率测试系统的硬件设计  25-42
  4.1 半导体载流子迁移率测试系统的硬件组成  25-26
    4.1.1 模块划分  25
    4.1.2 工作流程  25-26
  4.2 系统部分硬件电路设计  26-41
    4.2.1 电源设计  26-28
    4.2.2 单片机系统设计  28-30
    4.2.3 电平转换电路设计  30-31
    4.2.4 数模转换电路设计  31-35
    4.2.5 滤波器的设计  35-38
    4.2.6 数据采集电路设计  38-41
  4.3 本章小结  41-42
第5章半导体载流子迁移率测试系统的软件设计  42-63
  5.1 图形化编辑语言LabVIEW  42-48
    5.1.1 LabVIEW 概述  42-43
    5.1.2 LabVIEW 程序组成  43-45
    5.1.3 LabVIEW 编程环境  45-46
    5.1.4 LabVIEW 调试技术  46-48
  5.2 半导体载流子迁移率测试系统的软件总体设计  48-51
    5.2.1 软件的总体设计  48
    5.2.2 软件设计的程序结构  48-51
  5.3 测试系统的软件界面及设计流程  51-53
    5.3.1 软件界面  51-53
    5.3.2 设计流程  53
  5.4 测试功能模块  53-62
    5.4.1 线性增压信号控制模块  53-58
    5.4.2 信号采集模块  58-60
    5.4.3 滤波模块  60
    5.4.4 实时波形显示模块  60-61
    5.4.5 数据存储和回放模块  61-62
  5.5 本章小结  62-63
第6章半导体载流子迁移率测试系统的调试与实验  63-69
  6.1 系统的调试  63-65
    6.1.1 硬件电路的制作与调试  63-64
    6.1.2 软件的调试  64-65
  6.2 样品测试  65-68
    6.2.1 本测试系统对样品结构的要求  65-67
    6.2.2 肖特基二极管的测试  67-68
  6.3 本章小结  68-69
第7章总结与展望  69-71
  7.1 总结  69-70
  7.2 展望  70-71
参考文献  71-74
致谢  74-75
攻读硕士学位期间发表论文情况  75-76
个人简历  76

基于Ⅵ的载流子迁移率测试系统的研制

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