硅基光电集成电路（原书第2版）
本书是光电集成电路领域的精品佳作。全书对硅基光电集成电路（OEIC）设计进行了深度解析，硅基光电集成电路是有线及无线通信技术进步的关键所在 。书中先是归纳光学吸收核心特点，阐述光电探测器器件物理机制，以及其在现代双极型、CMOS、BiCMOS 技术中的集成情况，为读者领会硅基光电集成电路底层运转逻辑筑牢根基 。为实现主题内容的全面覆盖，书中详细讲解大量硅基光电集成电路实例，应用场景多元，从各类光学传感器、智能传感器、三维摄像头、光学存储系统，到深亚微米 CMOS 光纤接收器均有涉及 。大量精致明晰的专业插图穿插其中，让复杂抽象的光电电路知识变得直观易懂，无论是业内工程师、科研工作者，还是相关专业高校师生，都能从中收获启迪与助益 。
目录
●译者序
第2版前言
第1版前言
作者简介
符号
第1章基础与理论1
1.1光吸收的基本原理1
1.1.1光子及其特性1
1.1.2重要半导体材料的光吸收2
1.1.3光生4
1.2半导体方程5
1.3光电探测器的重要模型7
1.3.1载流子漂移7
1.3.2载流子扩散11
1.3.3量子效率和响应度14
1.3.4光电二极管的等效电路17
参考文献20
第2章集成硅光电探测器22
2.1双极技术中的集成探测器22
2.1.1双极工艺22
2.1.2采用标准双极技术的集成探测器25
2.1.3采用改进的双极技术的集成探测器27
2.2CMOS集成光电探测器30
2.2.1单阱CMOS工艺30
2.2.2双阱CMOS工艺30
2.2.3三阱CMOS工艺32
2.2.4标准CMOS工艺中的集成探测器32
2.2.5空间调制光探测器37
2.2.6PIN光电二极管38
2.2.7电荷耦合器件图像传感器52
2.2.8有源像素传感器56
2.2.9非晶硅探测器60
2.2.10CMOS集成的双极光电晶体管62
2.2.11光子混频器64
2.2.12雪崩光电二极管66
2.2.13单光子雪崩二极管69
2.3BiCMOS集成探测器70
2.3.1BiCMOS工艺70
2.3.2BiCMOS集成的光电二极管76
参考文献85
第3章晶体硅薄膜中的探测器96
3.1绝缘体上硅中的光电二极管96
3.2蓝宝石上的硅100
3.3聚酰亚胺键合101
参考文献102
第4章SiGe光电探测器104
4.1异质外延生长104
4.2SiGe合金的吸收系数105
4.3SiGe/Si PIN异质结双极晶体管集成106
参考文献107
第5章集成光接收器电路的设计110
5.1电路仿真器和晶体管模型110
5.2布图和验证工具114
5.3OEIC的设计115
5.4跨阻放大器117
5.4.1频率响应118
5.4.2相位和群延迟121
5.4.3稳定性和补偿124
5.4.4晶体管跨阻放大器电路的带宽124
5.4.5集成跨阻放大器的带宽127
5.4.6集成跨阻放大器的新π模型129
5.4.7并联-并联反馈137
5.4.8输入和输出电阻140
5.4.9噪声和灵敏度142
5.4.10泊松统计和量子极限148
参考文献149
第6章光电集成电路实例151
6.1数字CMOS电路151
6.1.1同步电路151
6.1.2异步电路156
6.2数字BiCMOS电路158
6.3激光驱动器电路159
6.4模拟电路161
6.4.1双极电路161
6.4.2二维CMOS成像仪164
6.4.3光学距离测量电路173
6.4.4采用标准CMOS光电二极管的3D传感器176
6.4.5采用PIN光电二极管的3D传感器179
6.4.6带SPAD的3D传感器181
6.4.7智能像素传感器183
6.4.8CMOS光学传感器195
6.4.9BiCMOS光学传感器208
6.4.10使用单光子探测技术的传感器211
6.4.11用于光存储系统的CMOS电路212
6.4.12用于光存储系统的BiCMOS电路220
6.4.13连续模式光纤接收器240
6.4.14无线红外通信接收器281
6.4.15OWC接收器和可见光实验288
……
内容介绍
本书回顾了光电子学和光电集成电路设计的各个主题,介绍了光探测器的光学吸收和器件物理的基本特征，以及它们在现代CMOS和BiCMOS技术中的集成。这对于理解光电集成电路（OEIC）的基本机理提供了基础。
书中详细介绍了集成高带宽PIN光电二极管、线性模式和盖格模式下的雪崩光电二极管，以及OEIC的广泛应用，即从光学传感器、智能传感器、图像传感器、3D传感器和光学存储系统到光纤接收器和光学无线通信接收器及单光子检测。
此外，书中还展示了OEIC在量子极限和电子光子集成的光学接收器方面的研究成果及其近期新趋势，并给出了典型的3D集成应用案例，如多节点光开关、光学收发器和高分辨率3D传感器。
本书适合从事光电器件和集成电路相关工作的工程师、科研人员和技术管理人员阅读，也可以作为高等院校光电器件和集成电路相关专业的高年级本科生和研究生的教材和参考书。
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