提出了一种适用于低电压工作的毫米波AlN/GaN MIS-HEMT器件, 开展了材料外延结构的设计, 在SiC衬底上生长了AlN/GaN外延材料。基于此材料开展了器件制作, 优化了高温快速退火工艺, 获得良好的欧姆接触电阻。对所制备的器件进行直流测试, 结果显示, 电流输出能力为2.4 A/mm, 跨导极值为518 mS/mm, 小信号ft达到85 GHz, fmax大于141 GHz。在5G毫米波段28 GHz频率点测试了大信号特性, 当VDS =3 V时, 输出功率密度为0.55 W/mm, 功率附加效率(PAE)为40.1%; 当VDS = 6 V时, 输出功率密度为1.6 W/mm, PAE达到47.8%。该器件具有低压毫米波应用的潜力。

提出了一种用于高侧开关的短路限流及保护电路。电路采用二级保护的方式,当短路检测电压不为零且低于参考电压时,限制栅源电压，对电路限流;当短路检测电压高于参考电压时,则延时一段时间后关断功率管。芯片采用0.18 μm 100 V BCD工艺流片。测试结果表明,在先工作后短路和先短路后工作两种情况下,功率管均处于正常工作状态。电路工作电压范围为4~80 V,短路延时时间约200 μs,输出最大可持续电流可达80 A。

为更好地研究聚合物稳定蓝相液晶器件, 在考虑聚合物和蓝相液晶的介电常数差异和电场作用的变化后, 建立适用于聚合物稳定蓝相液晶显示器的理论模型。首先, 针对两组聚合物配比的蓝相液晶显示器的实验结果, 进行模拟计算拟合, 获得了蓝相液晶的饱和双折射率接近于主体液晶双折射率的结果。然后, 研究了聚合物单体的介电常数和含量对驱动电压的影响。最后, 研究了共面电场驱动的聚合物稳定蓝相液晶显示器的电极宽度和间隙对驱动电压和透过率的影响, 获得了高透过率和低驱动电压的器件结构。随着非液晶材料介电常数的增加, 驱动电压下降, 并且其质量分数越大, 驱动电压下降幅度越大。对于一般蓝相液晶中非液晶材料质量分数约为10%质量分数的情况, 驱动电压可以从97 V（εP=3）下降到55 V（εP=30）, 最大透过率变化很小, 甚至可以忽略。并且非液晶材料的介电常数不同, 仅影响驱动电压的大小, 对最大透过率和电光曲线的形状影响很小。研究结果对优化聚合物稳定蓝相液晶的材料构成和改进聚合物稳定蓝相液晶器件有重要的指导意义。

采用改变有机探测器活性层中给受体比例的方法,实现器件工作电压的可调性.研究PBDT-TT-F∶PC61BM∶C60光电倍增型器件中不同PC61BM浓度对空穴隧穿注入电压的影响.在接近600%的外量子效率下,通过调控PC61BM的浓度,既可以获得－3 V较低工作电压器件,也可以获得－6 V较高工作电压器件.结果表明,通过调节活性层中PC61BM的浓度 ,可以改变激子解离率和空穴传输能力,引起阳极对空穴注入电流收集率的变化,最终达到调控工作电压要求. 本文为实现工艺简单、低工作电压且可调的倍增型有机光电探测器提供了参考.

在系统运行与不运行状态下，线路绝缘子因高压脉冲而产生闪络和损伤现象的研究结果显示，脉冲干扰和系统工作电压的共同作用将对电力系统带来灾难性的威胁。而在电力系统中，高压变压器是非常重要并且昂贵的设备。本文给出了一些针对变压器在脉冲干扰和系统工作电压共同作用时的试验方法。

液晶变焦透镜由于其结构紧凑, 低功耗, 性能稳定, 易于制备等特点, 在图像处理, 光通信, 机器视觉, 可切换2D/3D显示等方面应用广泛,但是工作电压高阻碍了其实际应用和商业化。本文提出了一种梯形凸起电极结构的液晶变焦透镜, 用TechWiz LCD 3D软件模拟了此种结构的电场和液晶分子分布, 对比分析了液晶盒厚、电极高度、电极梯角和电极宽度与间隔比对液晶透镜工作电压的影响。模拟结果显示, 当液晶盒厚为10 μm时, 液晶透镜的驱动电压可以降低到10 V以内; 在焦距变化范围相同的情况下, 梯形凸起电极液晶透镜比传统的平面电极液晶透镜的工作电压降低了358%。对于梯形凸起电极结构的液晶变焦透镜, 当电极高度占液晶盒厚40%, 电极梯角选为60°, 电极宽度与间隔比为100∶50时, 其工作电压最低。

共面转换液晶显示器(IPS-LCD)由于其具有可视角度大、色彩真实、画质出色等优点, 在平板显示器中得到了广泛应用,然而响应速度慢限制了其在高端显示器中的应用。本文中, 首先通过采用正性液晶, 对IPS类型中的边缘场转换型(FFS)和边缘场共面转换型(FIS)的液晶显示器, 不同摩擦角度下的电光特性和响应时间进行了模拟计算。然后从预倾角度、电极尺寸以及弹性常数出发, 对FIS液晶盒结构参数进行了优化, 提出了一种快速响应的液晶显示器。我们通过计算机模拟发现, 在FFS液晶盒中, 摩擦角度对工作电压具有较大影响, 小摩擦角度可实现高透过率、低工作电压；而在FIS液晶盒中, 摩擦角度对响应时间具有较大影响, 大于10°时与2°时相比, 响应速度可提高82.7%以上。并且, 不同摩擦角度下, 弹性常数对FIS液晶显示器的响应速度影响不同, 摩擦角度为2°时, 响应速度与弹性常数K11、K22、K33都有关, 而摩擦角度为12°时, 响应速度只与K22有关, 这个原因导致了12°与2°时相比, 响应速度提高了84.2%。

聚合物稳定蓝相液晶显示器存在驱动电压高和“磁滞效应”的缺点, 是其应用之路上的难题。本文在深入研究蓝相液晶显示器中所使用的各种材料介电常数的基础上, 结合电动力学中电介质中的电场和电位移之间关系的知识, 解释了蓝相液晶显示器驱动电压高的原因为聚合物材料和绝缘层材料的介电常数远低于蓝相液晶材料的介电常数。研究中发现提高聚合物材料和绝缘层材料的介电常数, 将会明显降低聚合物蓝相液晶显示器驱动电压。理论和模拟结果表明: 当聚合物材料和绝缘层的介电常数达到蓝相液晶的平均介电常数, 该聚合物稳定蓝相液晶显示器的驱动电压降低一半。研究结果将对聚合物稳定蓝相液晶显示器的产业化应用起到促进作用。

在具有高驱动电压的液晶显示器中, 为了对液晶器件起到保护作用, 以采用增加取向层厚度的方法来解决某些显示器件由于驱动电压过高导致的问题。当取向层厚度不可忽略时, 随着取向层厚度增加会导致器件驱动电压升高。本文利用扭曲向列相液晶显示器结构, 通过模拟和实验分析了取向层厚度对LCD的影响以及不同介电常数的取向层对LCD的影响。结果表明: 当取向层的介电常数大于20时, 能够有效降低TN-LCD驱动电压。当其介电常数大于500时, 其厚度变化对驱动电压的影响变得很小。本文结果对降低高驱动电压液晶器件的驱动电压有重要的指导性意义。

基于克尔效应的聚合物稳定蓝相液晶显示器被设计出窄视角显示模式, 用于公共场所下私人信息的保护。通过使用几个简单的单轴膜, 聚合物稳定蓝相液晶显示器就可以呈现出极佳的窄视角效果, 即, 对比度大于10°的可视区在20°极角范围内。此外, 该显示器的驱动电压为14 V, 最大透过率为71%, 不仅满足了当前主流非晶硅薄膜晶体管的驱动需求, 还进一步提高了背光源的光利用率。本文提出的窄视角蓝相液晶显示器与传统的窄视角模式相比较而言, 没有复杂的电极结构以及繁琐的补偿方案, 较3M公司的保护膜而言, 具有生产成本低的优势, 这些优势使其具备了在工业上生产的条件。在信息时代, 窄视角液晶显示器将在防止私人信息的泄露上扮演越来越重要的作用。