Джеймс Р. Биард

Джеймс Р. Биард
Изобретатель в США инфракрасного светодиода на основе GaAs
Родившийся	( 1931-05-20 )20 мая 1931 г. (89 лет) Париж, Техас
Национальность	Американец
Альма-матер	Техасский университет A&M ; BS 1954, MS 1956, доктор философии 1957
Научная карьера
Поля	Электротехника

Джеймс Р. «Боб» Биард (родился 20 мая 1931 г.) - американский инженер-электрик и изобретатель, имеющий 73 патента в США . Некоторые из его наиболее важных патентов включают в себя первый инфракрасный светоизлучающий диод (LED), ^[1] оптический вентиль , ^[2] Шоттки зажат логических схем, ^[3] кремния металл - оксид - полупроводник постоянное запоминающее устройство (МОП ПЗУ), ^{[4 ]} лавинный фотодетектор с низким объемным током утечки и волоконно-оптические каналы передачи данных. Он работал в Техасском университете A&M в качестве адъюнкт-профессора электротехники с 1980 года.

Ранняя жизнь [ править ]

Боб вырос и учился в школе в Париже, штат Техас . Его отец, Джеймс Кристофер «Джимми» Биард из Биардстауна, работал фермером и торговым агентом «Доктор Пеппер» в местной компании «Доктор Пеппер». Мать Боба, Мэри Рут Биард (урожденная Биллс), работала продавцом в магазине Collegiate Shop в центре Парижа. Также она пела квартетами на свадьбах и похоронах. Когда Боб был ребенком, его педиатр рекомендовал диету из протертых перезрелых бананов, тушеных яблок и домашнего сушеного творога в качестве средства от проблем с пищеварением. Как продавец «Доктор Пеппер», Джимми знал всех владельцев местных продуктовых магазинов, и они оставляли перезрелые бананы для Боба. Мэри делала творог, кладя непастеризованное молоко в полотенце для чашки и развешивая его на веревке для верхней одежды.

В конце концов Джимми стал менеджером местной компании 7-Up и купил ее у бывшего владельца. Он также продавал подержанные автомобили, работал водопроводчиком в Кэмп-Макси (армейский лагерь к северу от Парижа) во время и после Второй мировой войны, а также выполнял сантехнические работы для домов и предприятий в районе Парижа. Во время учебы в старшей школе Боб работал летом у своего отца и дежурного пожарного, который также был водопроводчиком. Позже Джимми стал главным заместителем шерифа округа Ламар, штат Техас .

Образование [ править ]

Боб учился в Парижской средней школе с 1944 по 1948 год. После получения степени младшего специалиста в Парижском колледже в 1951 году он перешел в Техасский университет A&M в Колледж-Стейшн, штат Техас, где получил степень бакалавра электротехники (июнь 1954 года), степень магистра электротехники (январь 1956 года) и докторскую степень. Д. Кандидат электротехники (май 1957 г.). Среди стипендий, которые он получил, были премия Dow-Corning в 1953-54 годах, а также стипендии Westinghouse и Texas Power & Light на протяжении его дипломной работы. Он также был членом IRE, Eta Kappa Nu , Tau Beta Pi , Phi Kappa Phi и ассоциированным членом Sigma Xi.. В 1956-57 годах он работал по совместительству инструктором бакалавриата по электротехнике. Он также работал неполный рабочий день в качестве инженера по вспомогательным исследованиям на Технической экспериментальной станции Техаса, отвечая за эксплуатацию и техническое обслуживание EESEAC, аналогового компьютера станции. Во время учебы в аспирантуре он также сконструировал несколько ламповых усилителей постоянного тока. Его докторская диссертация была озаглавлена ​​«Дальнейшее исследование электронного умножения напряжений с помощью логарифмов». Во время учебы в Texas A&M он познакомился со своей женой Амелией Рут Кларк. Они поженились 23 мая 1952 года и позже переехали в Ричардсон, штат Техас .

Карьера [ править ]

Texas Instruments [ править ]

3 июня 1957 года доктор Биард был нанят вместе со своим бывшим профессором A&M из Техаса Уолтером Т. «Уолтом» Матценом в качестве инженера в компанию Texas Instruments Inc. в Далласе, штат Техас . С 1957 по 1959 год в составе отдела исследований и разработок (R&D) отдела полупроводниковых компонентов (SC) доктор Биард работал с Уолтом над разработкой и патентованием одной из первых схем усилителя постоянного тока с малым дрейфом на транзисторах. ^[6]

Летом 1958 года компания Texas Instruments наняла Джека Килби (изобретателя интегральной схемы ). По словам доктора Биара, во время ежегодного двухнедельного летнего закрытия TI: «В то время мы были новичками, поэтому нам приходилось работать, пока другие были в отпуске. Он часто приходил и разговаривал с нами». Килби владеет более 60 патентами в США, в том числе двумя патентами доктора Биарда. Позже Биард заявил: «Я имел удовольствие быть соавтором двух из его 60 патентов. Для меня было честью иметь мое имя вместе с его».

В 1959–1960 годах доктор Биард сотрудничал с другими инженерами Texas Instruments в разработке, строительстве и патентовании одного из первых полностью автоматических устройств для тестирования транзисторов, известного как SMART, последовательный механизм автоматической записи и тестирования. ^[7] Он также разработал и позже запатентовал низкочастотный усилитель реактивного сопротивления ^[8] с необнаруживаемым «мерцающим» шумом для сейсмических приложений. ^[9]

ИК-светоизлучающий диод на основе GaAs [ править ]

В 1959 году доктор Биард и Гэри Питтман были назначены для совместной работы в Лаборатории исследований и разработок полупроводников (SRDL) над созданием варакторных диодов на основе GaAs для параметрических усилителей X-диапазона, которые будут использоваться в радиолокационных приемниках. В сентябре 1961 года они обнаружили инфракрасное излучение туннельного диода с прямым смещением, который они построили на арсениде галлия.Полуизолирующая подложка (GaAs). Используя микроскоп-преобразователь инфракрасного изображения, недавно привезенный из Японии, они обнаружили все варакторные и туннельные диоды GaAs, которые они производили в то время, когда излучали инфракрасный свет. В октябре 1961 года они продемонстрировали эффективное излучение света и связь сигналов между излучателем света на pn-переходе GaAs и электрически изолированным полупроводниковым фотодетектором.

8 августа 1962 года Биард и Питтман подали патент, описывающий цинк-диффузионный светодиод на p-n переходе с разнесенными катодными контактами, обеспечивающий эффективное излучение инфракрасного света при прямом смещении. После четырех лет, потраченных на определение приоритета своей работы на основе инженерных ноутбуков, патентное бюро США определило, что их работа предшествовала подаче заявок от GE Labs, RCA Research Labs, IBM Research Labs, Bell Labs и Lincoln Labs в Массачусетском технологическом институте . В результате этим двум изобретателям был выдан патент США 3293513 ^[10] на инфракрасный (ИК) светоизлучающий диод на основе GaAs . Большинство других организованных исследований, стремящихсяВ светодиодах в то время использовались полупроводники II-VI, такие как сульфид кадмия (CdS) и теллурид кадмия (CdTe), в то время как в патентах Биарда и Питтмана использовался арсенид галлия (GaAs), полупроводник III / V. После подачи заявки на патент TI сразу же приступила к проекту по производству инфракрасных диодов. 26 октября 1962 года TI анонсировала первый коммерческий светодиодный продукт - SNX-100. Он продавался по цене 130 долларов за штуку. В SNX-100 использовался чистый кристалл GaAs для излучения светового потока 900 нм. Он использовал золото-цинк для контакта P-типа и сплав олова для контакта N-типа. TI дала Биарду и Питтману по 1 доллар США за патент.

IBM Card Verifier был первым коммерческим устройством для использования инфракрасных светодиодов . На светодиодах заменили вольфрамовые лампы , которые контролируются считыватель перфокарт . Инфракрасный свет проходил через отверстия или блокировался картой, что не только значительно уменьшило размер и потребляемую мощность, но и повысило надежность. В ноябре 1978 года Том М. Хилтин, бывший технический директор Texas Instruments, опубликовал книгу под названием «Цифровые электронные часы», в которой он процитировал открытие доктора Бьярда и Гэри Питтман в 1961 году как фундаментально важное для создания цифровых технологий. наручные часы.

В августе 2013 года, вспоминая о патенте, доктор Биард заявил следующее:

Первые диоды, излучающие свет, не были предназначены для светодиодов. Это были варакторные диоды и туннельные диоды, у которых вся поверхность N-типа и поверхность P-типа были покрыты омическим контактом для достижения низкого последовательного сопротивления. В то время варакторные диоды имели вытравленную геометрию мезы, и ИК-свет выходил по краю мезы. На туннельных диодах свет можно было увидеть по краям микросхемы. Они не излучали много света, но этого было достаточно, чтобы мы могли видеть их с помощью микроскопа-конвертера ИК-изображений. Это привело нас к созданию структуры, в которой поверхность чипа N-типа имела разнесенные контакты, поэтому свет, излучаемый на стыке, мог излучаться с большей части верхней поверхности чипа.Гэри создал эти разнесенные омические контакты N-типа путем лужения металлических проволок и сплавления олова на поверхности проволоки с поверхностью GaAs N-типа. В прямоугольном кристалле из GaAs большая часть света, испускаемого на переходе, отражалась от выходной поверхности. Показатель преломления GaAs равен 3,6, а воздуха - 1,0. Это означает, что ~ 97% света, излучаемого на переходе, полностью внутренне отражается от выходной поверхности. Наивысшая квантовая эффективность, которую можно ожидать от прямоугольного светодиодного чипа, составляет ~ 2%, даже с антибликовым покрытием на оптической выходной поверхности. Эта проблема полного внутреннего отражения привела к созданию светодиода с полусферическим куполом.В этом диоде подложка из GaAs N-типа имеет форму полусферы, а полусферическая поверхность покрыта просветляющим покрытием (предпочтительно нитридом кремния), чтобы минимизировать отражение от передней поверхности. PN-переход светодиодов находится в центре плоской поверхности полусферы. Центральная область P-типа закрыта анодным омическим контактом. Катодный омический контакт имел форму пончика, которая покрывала большую часть остальной части плоской поверхности N-типа полусферы. Сделав диаметр полусферы в 3,6 раза больше диаметра слоя P-типа, весь свет на выходной поверхности полусферы находился внутри критического угла полного внутреннего отражения. Это привело к огромному увеличению квантовой эффективности, поскольку до 50% света, излучаемого на переходе, могло выходить из кристалла на полусферической выходной поверхности.Другая половина света шла к омическому контакту P-типа и поглощалась GaAs. Поглощение в более толстом GaAs N-типа между переходом и выходной поверхностью привело к меньшему улучшению квантовой эффективности, чем мы надеялись, однако купольные светодиоды были намного эффективнее.

Оптический изолятор [ править ]

29 ноября 1963 года доктор Биард, Гэри Питтман, Эдвард Л. Бонин и Джек Килби подали патент под названием «Прерыватель светочувствительного транзистора с использованием светоизлучающего диода». ^[11] В патенте они описали фототранзисторный прерыватель, состоящий из светодиода, оптически соединенного с фоточувствительным кремниевым транзистором с двойным эмиттером.. Устройство обеспечивало функцию переключения, при которой переключатель был полностью электрически изолирован от светодиода, который его приводил в действие. Транзистор работал в ответ на свет, излучаемый светодиодом, когда через переход диода генерировался прямой ток смещения. Когда излучаемый свет попадал на поверхность транзистора, он поглощался в областях переходов эмиттер-база и база-коллектор, заставляя транзистор проводить. Этот фотопроводящий транзистор можно было быстро включать и выключать, изменяя интенсивность светодиода на очень высокой частоте с помощью высокочастотного переменного напряжения. До их изобретения полная электрическая изоляция переключающего элемента в прерывателе от источника возбуждения для размыкания и замыкания переключающего элемента была невозможна даже при использованииразделительные трансформаторы . Использование изолирующих трансформаторов, которые были громоздкими и дорогими, в миниатюрных схемах для разделения источника возбуждения и переключающего элемента привело к возникновению магнитных наводок и выбросов из-за емкости обмотки трансформатора . Оптические изоляторы были идеальными, потому что они очень маленькие и могут быть установлены на печатную плату. Кроме того, они обеспечивают защиту от чрезмерно высоких напряжений, снижают уровень шума и делают измерения более точными. В марте 1964 года TI анонсировала коммерческие измельчители на основе обозначений их патентованных подшипников PEX3002 и PEX3003.

В марте 1965 года TI анонсировала оптоэлектронный импульсный усилитель SNX1304, который был разработан и разработан доктором Биардом и Джерри Мерриманом , изобретателями первого портативного цифрового калькулятора. SNX1304 состоял из излучателя света на pn-переходе GaAs, оптически связанного с интегральной схемой усилителя с обратной связью из кремниевого фотодетектора. Считается, что это первая коммерческая интегральная схема с оптической связью. ^[12]

Логические схемы с зажимом Шоттки [ править ]

В 1964 году доктор Биар разработал линейные трансимпедансные усилители (TIA) для работы с кремниевыми фотодиодами для приема оптических сигналов, генерируемых светодиодами. Когда ток сигнала от кремниевого фотодиода был слишком большим, входной каскад усилителя насыщался и приводил к нежелательным задержкам при удалении оптического сигнала. Доктор Биард решил эту проблему, подключив кремниевый диод Шоттки высокого давления через переход коллектор-база входного транзистора . Поскольку диод Шоттки имел меньшее прямое падение, чем PN-переход транзистора, транзистор не насыщался, и нежелательное время задержки было устранено. Инженер в следующем офисе лаборатории SRD занимался разработкой Diode Transistor Logic ( DTL) ИС, а также проблемы с насыщением. Доктор Биар решил использовать то, что он узнал с усилителями оптических приемников, и применить это к биполярным логическим схемам.

31 декабря 1964 года доктор Биард подал патент на транзистор Шоттки (патент США US3463975 ), также известный как транзистор с зажимом Шоттки, который состоял из транзистора и внутреннего диода с барьером Шоттки из металла и полупроводника. ^[13] Патент был подан на основе монолитных интегральных логических схем DTL с фиксатором Шоттки, использующих кремниево-алюминиевые диоды Шоттки на переходах коллектор-база транзисторов и на входе для регулировки логических уровней. Диод предотвращал насыщение транзистора за счет минимизации прямого смещения на переходе коллектор-база транзистора, тем самым уменьшая инжекцию неосновных носителей до незначительной величины. Диод Шотткимог быть встроен в один и тот же кристалл, он имел компактную компоновку, не имел накопителя заряда неосновных носителей и был быстрее, чем обычный диод с переходом. Патент доктора Бьярда был зарегистрирован до изобретения схем транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ), но он был написан достаточно широко, чтобы охватывать ТТЛ ИС с зажимом Шоттки, использующие диоды Шоттки из силицида платины, которые были гораздо более предсказуемыми и производимыми, чем алюминиевые диоды Шоттки он изначально использовал. Его патент в конечном итоге улучшил скорость переключения схем с насыщенной логикой, таких как Schottky-TTL, при невысокой стоимости. В 1985 году доктор Биард получил за этот патент Премию Патрика Э. Хаггерти за инновации.

MOS ROM [ править ]

В середине 1965 года д-р Биард был назначен руководителем оптоэлектронного отделения TI и отделения MOS в SRDL. В том же году филиал Opto разработал устройство, состоящее из монолитной матрицы 3x5 красных светодиодов GaP, способных отображать числа 0-9; однако устройству не хватало средств управления массивом. В сентябре 1965 года доктор Биард и Боб Кроуфорд (из ветви MOS) разработали схему MOS с P-каналом, используя двоично-кодированные десятичные входы для включения соответствующих 15 светодиодных выходных элементов. Схема МОП работала на первом проходе. 21 марта 1966 года на выставке в Нью - Йорк IEEE и условностях, TI создала стенд для отображения устройства в качестве последней цифры моделируемой кабины высотомера для Boeing 707 .

25 июля 1966 года Биард и Кроуфорд подали патент на свое устройство (патент США US3541543 ), получившее название «двоичный декодер». Это был первый случай, когда постоянная память была создана с использованием МОП-транзисторов. К концу 1970-х годов устройства MOS ROM стали наиболее распространенным примером энергонезависимой памяти, используемой для хранения фиксированных программ в цифровом оборудовании, таком как калькуляторы и микропроцессорные системы.

В 1986 году TI подала жалобу в Комиссию по международной торговле (ITC), обвинив 19 различных фирм в нарушении тарифного законодательства США путем импорта устройств с динамической RAM 256K и 64K, что является нарушением многочисленных патентов TI, включая патент США 3 541 543. В сентябре 1986 г. по запросу Texas Instruments д-р Биард дал показания перед ITC в Вашингтоне, округ Колумбия; однако судья постановил, что фирмы не нарушали патентные права TI.

Лавинные фотодиоды [ править ]

В 1960-х годах, во время продолжающегося развития технологий, связанных с интегральными схемами , лавинные фотодиоды испытывали относительно высокий объемный ток утечки , который усиливался лавинным усилением. Ток утечки в результате дырок и электронов термически генерируемый в устройстве. Этот ток утечки ограничивал использование фотодиода , если охлаждающее устройство не использовалось совместно. 15 февраля 1968 г. доктор Биард подал заявку на патент под названием «Лавинный фотодиод с низким током утечки» (патент США US3534231 ) ^{[14], в} котором представлена ​​конструкция лавинного фотодиода.для уменьшения объемных токов утечки без необходимости охлаждения. Конструкция состояла из трех полупроводниковых слоев, расположенных один на другом, с барьерным слоем ниже светочувствительного перехода в виде обратносмещенного второго перехода. Первые два слоя составляли светочувствительный переход, а третий слой составлял заднюю область сильно легированного полупроводника, находящуюся на расстоянии от фоточувствительного перехода, меньшем, чем длина диффузии термически генерируемых носителей.

Спектроника [ править ]

В мае 1969 года доктор Биард покинул Texas Instruments и присоединился к Spectronics, Inc., когда компания была основана, в качестве вице-президента по исследованиям. Находясь в Spectronics, доктор Биард работал над дизайном многих своих стандартных продуктов, включая кремниевые фотодиоды, фототранзисторы, фотодарлингтоновские устройства и светоизлучающие диоды на основе GaAs. В 1973 году он разработал и запатентовал цилиндрический светодиод с торцевым излучением для эффективного подключения к оптоволоконным пучкам. ^[15] В 1974 году он работал над разработкой оптических соединителей, используемых в шине данных, разработанной для бортовых систем авионики . Вместе с JE Shaunfield и RS Speer он изобрел пассивный звездообразный ответвитель для использования в оптоволоконных шинах передачи данных. ^[16] За это время он также спроектировал и установил лабораторию оптических стандартов Spectronics, Inc. и большую часть специального испытательного оборудования для калибровки и оценки компонентов, такого как точечный сканирующий микроскоп, плоттер диаграммы направленности и стойки для выжигания при постоянной температуре для Светодиоды. Он также участвовал в разработке испытательного оборудования для инфракрасных детекторов и разработке испытательного комплекта для длинноволнового инфракрасного излучения Spectronics, Inc. Он также руководил исследованиями и разработками в области фототранзистора InAs и холодных катодов PN-перехода. В 1978 году он работал над интегральными схемами, состоящими из драйвера светодиода и приемника на штыревых диодах, используемых для цифровой волоконно-оптической связи . ^[17]

Honeywell [ править ]

В 1978 году компания Spectronics была приобретена Honeywell . С 1978 по 1987 год доктор Биард работал главным научным сотрудником отдела оптоэлектроники Honeywell в Ричардсоне, штат Техас . Доктор Биард основал свой Центр проектирования микросхем и датчиков MICROSWITCH и был членом группы планирования датчиков группы компонентов. Он также был представителем Components Group в Совете по технологиям Honeywell (HTB), который занимался разработкой и передачей технологий в корпоративной структуре Honeywell . В обязанности доктора Биара входили оптоэлектронные компоненты ( светодиоды и фотодетекторы ),волоконно-оптические компоненты, модули передатчика и приемника, кремниевые датчики на эффекте Холла и датчики давления .

В 1987 году д-р Биар стал главным научным сотрудником отдела микропереключателей Honeywell . Затем в декабре 1998 года он ушел на пенсию, чтобы его снова наняли консультантом. ^[18] В качестве консультанта он стал частью команды, разрабатывающей лазеры с поверхностным излучением с вертикальным резонатором ( VCSEL ). Он также участвовал в взаимодействии между подразделением MICRO SWITCH, Корпоративной научно-исследовательской лабораторией Honeywell и университетами.

Finisar [ править ]

В 2006 году Honeywell продал VCSEL группу в Finisar Corporation, который нанял доктора Biard на полставки в качестве консультанта старший научный для расширенного оптических компонентов отдела в Аллен, штат Техас . Во время работы в Finisar доктор Биард получил в общей сложности 28 инженерных патентов, связанных с конструкцией лазеров VCSEL с длиной волны 850 нм и фотодиодов, используемых для высокоскоростной оптоволоконной передачи данных.

7 июня 2014 года доктор Биард принял участие в семинаре Shining Mindz под названием «Знакомьтесь, лагерь изобретателей (LED)» ^[19], который позволил детям создавать схемы, использующие светодиодную технологию для оптической связи и измерений. Дети также могли сфотографироваться с доктором Биардом и получить у него автограф. 15 октября 2014 года Инженерный колледж Техасского университета A&M опубликовал статью под названием «Профессор ECE ведет к Нобелевской премии», в которой рассказывалось об изобретении д-ром Бьяром инфракрасного светодиода на основе GaAs и обсуждалась его карьера в области оптоэлектроники . ^[20]

Выход на пенсию [ править ]

В июле 2015 года доктор Биар официально вышел на пенсию после 58 лет работы в полупроводниковой промышленности. В ноябре 2015 года Технический центр Эдисона опубликовал статью в соавторстве с доктором Биардом о разработке светодиода в Texas Instruments в 1960-х годах. ^[21] В марте 2016 года журнал Electronic Design взял интервью у доктора Биара относительно его многочисленных карьерных достижений. ^[22]

Боб также заядлый игрок на гармонике . Он выступал в районе Далласа на банкетах, в школах, церквях, больницах, домах престарелых и залах для выступлений. Его исполнения классических песен выполнены с использованием нескольких гармоник и музыкальной пилы . ^[23]

Патенты Биарда [ править ]

• Патент США 3037172 мультивибратор с модуляцией рабочего цикла, выдан : 29 мая 1962 г.
• Патент США 3046487 Дифференциальный транзисторный усилитель , выдан : 24 июля 1962 г.
• Патент США 3061799 Мультивибратор с частотной модуляцией и постоянным рабочим циклом , выдан: 30 октября 1962 г.
• Патент Великобритании 1 017 095 Усилитель электрического реактивного сопротивления , выдан : 31 декабря 1962 г.
• Патент США 3076152, мультивибратор со стабилизацией рабочего цикла и модуляцией, выдан : 29 января 1963 г.
• Патент Франции 1,423,624 PN-переходов как тихих оконечных устройств , выдан: 29 ноября 1965 г.
• Патент США 3235802 Программируемое устройство для автоматического и последовательного выполнения множества тестов на транзисторе , выдано: 15 февраля 1966 г.
• Патент США 3242394, резистор с переменным напряжением, выдан : 22 марта 1966 г.
• Патент DE 1214792 « Устройства для измерения электрических свойств полупроводников» , выдан: 21 апреля 1966 г.
• Патент США 3293513 Полупроводниковый излучающий диод , выдан : 20 декабря 1966 г.
• Патент США 3304430 Высокочастотное электрооптическое устройство с использованием светочувствительных и фотоэмиссионных диодов , выдано: 14 февраля 1967 г.
• Патент США 3304431 Фоточувствительный транзисторный прерыватель с использованием светоэмиссионного диода , выдан: 14 февраля 1967 г.
• Патент США 3315176 Изолированный дифференциальный усилитель , выдан : 18 апреля 1967 г.
• Патент США 3316421 Низкочастотный усилитель реактивного сопротивления, включающий как повышающее преобразование, так и усиление отрицательного сопротивления с регулировкой усиления , выдан: 25 апреля 1967 г.
• Патент США 3321631 Электрооптический переключатель , выдан: 23 мая 1967 г.
• Патент США 3341787 Лазерная система с накачкой полупроводниковым излучающим диодом , выдан: 12 сентября 1967 г.
• Патент США 3 359 483 Регулятор высокого напряжения , выдан : 19 декабря 1967 г.
• Патент DE 1264513 Электрический прерыватель, содержащий светочувствительные транзисторы и светоэмиссионный диод , выдан: 28 марта 1968 г.
• Патент США 3413480 Электрооптическое устройство переключения транзисторов , выдан: 26 ноября 1968 г.
• Патент США 3436548, комбинированный излучатель света с PN-переходом и фотоэлемент, имеющий электростатическое экранирование , выдан: 1 апреля 1969 г.
• Патент США 3445793 Высокочастотная полосовая линия передачи , выдан: 20 мая 1969 г.
• Патент Великобритании 1,154,892 Полупроводниковые устройства , выдан : 11 июня 1969 г.
• Патент США 3456167 Полупроводниковое устройство оптического излучения , выдан : 15 июля 1969 г.
• Патент США 3463975 Унитарное полупроводниковое высокоскоростное переключающее устройство, использующее барьерный диод , выдано: 26 августа 1969 г.
• Патент США 3495170 Метод косвенного измерения удельного сопротивления и концентраций примесей в полупроводниковом теле, включая эпитаксиальную пленку , выдан: 10 февраля 1970 г.
• Патент США 3510674 Малошумящий усилитель реактивного сопротивления , выдан : 5 мая 1970 г.
• Патент США 3534231 лавинный фотодиод с малым объемным током утечки, выдан : 13 октября 1970 г.
• Патент США 3534280 Опто термический усилитель звука , выдан : 13 октября 1970 г.
• Патент США 3541543 Двоичный декодер , выдан : 17 ноября 1970 г.
• Патент США 3,821,775 Структура излучателя света на основе GaAs с краевым излучением, выдан : 28 июня 1974 г.
• Патент США 3 838 439 Фототранзистор с заглубленным основанием , выдан: 24 сентября 1974 г.
• Патент США 4400 054 Пассивный оптический соединитель , выдан : 22 января 1982 г.
• Патент США 4371847 Канал передачи данных, выдан 1 февраля 1983 г.
• Патент США 4529947 Аппарат для каскада входного усилителя , выдан: 16 июля 1985 г.
• Патент США 4545076 Канал передачи данных, выдан : 1 октября 1985 г.
• Патент США 4661726, использующий полевой транзистор в режиме истощения, работающий в области триода, и полевой транзистор в режиме истощения, работающий в области насыщения , выдан: 28 апреля 1987 г.
• Патент США 5 148 303 волоконно-оптический датчик линии задержки, выдан : 15 сентября 1992 г.
• Патент США 5572058 Устройство на эффекте Холла, сформированное в эпитаксиальном слое кремния для измерения магнитных полей, параллельных эпитаксиальному слою , выдано: 5 ноября 1996 г.
• Патент США 5,589,935 Датчик мутности с возможностью регулирования интенсивности источника света , выдан: 31 декабря 1996 г.
• Патент США 5764674 ограничения тока для лазера с вертикальным резонатором, излучающего поверхность , выдан: 9 июня 1998 г.
• Патент США 5,893,722 Изготовление лазера с вертикальным резонатором, излучающего поверхность, с ограничением тока , выдан: 13 апреля 1999 г.
• Патент США 6,558,973 Метаморфический длинноволновый высокоскоростной фотодиод , выдан: 6 мая 2003 г.
• Патент США 6816526 Имплантат направляющей усиления в оксидном лазере с вертикальной полостью, излучающим поверхность , выдан: 9 ноября 2004 г.
• Патент США 6,949,473 « Методы идентификации и удаления мертвой зоны, вызванной оксидом» в структуре полупроводникового прибора , выдан: 27 сентября 2005 г.
• Патент США 6,990,135 Распределенный отражатель Брэгга для оптоэлектронного устройства , выдан: 24 января 2006 г.
• Патент США 7 009 224 Метаморфический длинноволновый высокоскоростной фотодиод , выдан: 7 марта 2006 г.
• Патент США 7015557 Элемент Холла с сегментированной полевой пластиной , выдан: 21 марта 2006 г.
• Патент США 7031363 Обработка длинноволновых устройств VCSEL, выдан : 18 апреля 2006 г.
• Патент США 7061945 VCSEL фазовый фильтр с преобразованием режима с улучшенными характеристиками , выдан: 13 июня 2006 г.
• Патент США 7065124 VCSEL, сконструированных сродством электронов, выдан : 20 июня 2006 г.
• Патент США 7,095,771. Имплантат повредил оксидную изолирующую область в лазере , излучающем поверхность с вертикальной полостью. Выдано: 22 августа 2006 г.
• Патент США 7 184 455 зеркал для уменьшения эффектов спонтанного излучения в фотодиодах , выдан: 27 февраля 2007 г.
• Патент США 7,190,184 Системы для приработки электронных устройств на уровне полупроводниковых пластин, выдан : 13 марта 2007 г.
• Патент США 7205622 Устройство на вертикальном эффекте Холла , выдано: 17 апреля 2007 г.
• Патент США 7,229,754. Ионный каскад, инициируемый фагом (септический) , выдан: 12 июня 2007 г.
• Патент США 7,251,264 Распределенный брэгговский отражатель для оптоэлектронного устройства , выдан: 31 июля 2007 г.
• Патент США 7 277 463 Интегрированное светоизлучающее устройство и фотодиод с омическим контактом , выдан: 2 октября 2007 г.
• Патент США 7,324,575 Линзы с отражающей поверхностью , выдан : 29 января 2008 г.
• Патент США 7346090 Лазер с вертикальным резонатором, излучающий поверхность, включая канавку и изоляцию протонного имплантата , выдан: 19 марта 2008 г.
• Патент США 7366217 Оптимизация отражательной способности зеркала для уменьшения спонтанного излучения в фотодиодах , выдан: 29 апреля 2008 г.
• Патент США 7,403,553 Поглощающие слои для уменьшения эффектов спонтанного излучения в интегрированном фотодиоде , выдан: 22 июля 2008 г.
• Патент США 7418.021 Оптические апертуры для уменьшения спонтанного излучения в фотодиодах , выдан: 26 августа 2008 г.
• Патент США 7,662,650 « Обеспечение фотонного контроля над полупроводниковыми устройствами на пластинах», выдан : 16 февраля 2010 г.
• Патент США 7,700,379 « Методы проведения приработки электронных устройств на уровне полупроводниковых пластин», выдан : 20 апреля 2010 г.
• Патент США 7,709,358 Интегрированное светоизлучающее устройство и фотодиод с омическим контактом , выдан: 4 мая 2010 г.
• Патент США 7 746 911 Оптимизация геометрии для уменьшения спонтанного излучения фотодиодов , Дата выдачи : 29 июня 2010 г.
• Патент США 7,801,199 Лазер с вертикальным резонатором, излучающим поверхность, с фотодиодом, уменьшающим спонтанное излучение , выдан: 21 сентября 2010 г.
• Патент США 7826506 Лазер с вертикальным резонатором, излучающий поверхность с несколькими контактами на верхней стороне , выдан: 2 ноября 2010 г.
• Патент США 7860137 Лазер с вертикальным резонатором, излучающим поверхность, с нелегированным верхним зеркалом , выдан: 28 декабря 2010 г.
• Патент США 7920612 Светоизлучающее полупроводниковое устройство, имеющее барьер электрического ограничения вблизи активной области , выдан: 5 апреля 2011 г.
• Патент США 8031752 VCSEL, оптимизированный для высокоскоростной передачи данных , выдан: 4 октября 2011 г.
• Патент США 8039277 « Обеспечение текущего контроля над полупроводниковыми устройствами на пластинах с использованием шаблонов наложения», выдан : 18 октября 2011 г.
• Патент США 8,129,253 Обеспечение текущего контроля над полупроводниковыми устройствами на пластинах с использованием траншей , выдан: 6 марта 2012 г.
• Патент США 8,168,456 Лазер с вертикальным резонатором, излучающим поверхность, с нелегированным верхним зеркалом , выдан: 1 мая 2012 г.
• Патент США 8,193,019 Лазер с вертикальным резонатором, излучающий поверхность с несколькими контактами на верхней стороне , выдан: 5 июня 2012 г.
• Патент США 8637233 Устройство и метод для идентификации микробов, подсчета микробов и определения чувствительности к противомикробным препаратам , выдан: 28 января 2014 г.
• Патент США 9,124,069 Лазер с вертикальным резонатором, излучающим поверхность с нелегированным верхним зеркалом , выдан: 1 сентября 2015 г.
• Патент США 9318639 лавинный фотодиод из арсенида галлия, выдан : 19 апреля 2016 г.

Публикации [ править ]

За свою техническую карьеру д-р Биар опубликовал более двух десятков технических статей и сделал примерно такое же количество неопубликованных презентаций на крупных технических конференциях. Он также разработал недельный семинар по оптоволоконной передаче данных, который провел пять раз. Его документы включают:

• WT Matzen и JR Biard, «Дифференциальный усилитель с устойчивостью по постоянному току», журнал Electronics , Vol. 32, № 3, с. 60–62; 16 января 1959 г.
• Дж. Р. Биард и В. Т. Матцен, «Рассмотрение дрейфа в схемах низкоуровневых транзисторов с прямой связью», 1959 IRE National Convention Record (Часть 3), стр. 27–33; Март 1959 г.
• Дж. Р. Биард, "Низкочастотный усилитель с реактивным сопротивлением", Международная конференция IEEE по твердотельным цепям, 1960, Vol. 3. С. 88–89; Февраль 1960 г.
• EL Bonin и JR Biard, "Сопротивление серии туннельных диодов", Proceedings of the IRE, Vol. 49, No. 11, pp. 1679; Ноябрь 1961 г.
• EL Bonin и JR Biard, "Измерение сопротивления туннельных диодов", Solid-State Design, Vol. 3, № 7, стр. 36–42; Июль 1962 г.
• JR Biard и SB Watelski, "Оценка германиевых эпитаксиальных пленок", журнал Электрохимического общества, Vol. 109. С. 705–709; Август 1962 г.
• JR Biard, EL Bonin, WN Carr и GE Pittman, "GaAs Infrared Source", 1962 International Electron Devices Meeting, Washington, DC, Vol. 8. С. 96; Октябрь 1962 г.
• Дж. Р. Биард, "Низкочастотный усилитель с реактивным сопротивлением", Труды IEEE, Vol. 51, № 2, с. 298–303; Февраль 1963 г.
• Дж. Р. Биард, Е. Л. Бонин, В. Н. Карр и Г. Е. Питтман, "Источник инфракрасного излучения GaAs для оптоэлектронных приложений", Международная конференция по твердотельным схемам IEEE 1963 г., том 6, стр. 108–109; Февраль 1963 г.
• JR Biard, EL Bonin, WN Carr и GE Pittman, "GaAs Infrared Source", IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. 10, № 2, с. 109–110; Март 1963 г.
• JR Biard, "GaAs PN Junction Lasers", Семинар по твердотельной электронике, Стэнфордский университет; 7 мая 1963 года.
• Дж. Р. Биард и В. Н. Карр, "Температурные эффекты и модификация в инжекционных лазерах на GaAs", Конференция по исследованию устройств, Университет штата Мичиган; Июнь 1963 г.
• Дж. Р. Биард и В. Н. Карр, «Характеристики инжекционных лазеров», Бостонское совещание AIME; 26 августа 1963 г.
• Дж. Р. Биард, В. Н. Карр и Б. С. Рид, "Анализ GaAs-лазера", Труды Металлургического общества AIME, Vol. 230, стр. 286–290; Март 1964 г.
• Дж. Р. Биард, «Оптоэлектронные функциональные электронные блоки», Промежуточный технический отчет № 04-64-20, Texas Instruments Inc., Даллас, Техас; 27 марта 1964 г.
• WN Carr и JR Biard, "Распространенное появление артефактов или" фантомных "пиков в спектрах электролюминесценции инжекции полупроводников", Journal of Applied Physics, Vol. 35, № 9, с. 2776–2777; Сентябрь 1964 г.
• WN Carr и JR Biard, "Спектр оптической генерации для механизма термической инжекции электронов в GaAs-диодах", Journal of Applied Physics, Vol. 35, № 9, с. 2777–2779; Сентябрь 1964 г.
• Дж. Р. Биард, Дж. Ф. Лизер и Б. С. Рид, «Характеристики GaAs-диодов с защитным кольцом», IEEE Trans. по электронным приборам, Научно-исследовательская конференция твердотельных приборов, Vol. ED-11, No. 11, pp. 537; Ноябрь 1964 г.
• JR Biard, EL Bonin, WT Matzen и JD Merryman, «Оптоэлектроника в применении к функциональным электронным блокам», Proceedings of the IEEE, Volume: 52, No. 12, pp. 1529–1536; Декабрь 1964 г.
• Дж. Р. Биард, «Снижение квантовой эффективности в излучателях света на основе GaAs», Конференция по исследованию твердотельных устройств, Принстон, Нью-Джерси; 21–23 июня 1965 г.
• JR Biard и EL Bonin, "Что нового в полупроводниковых эмиттерах и датчиках", Electronics magazine, Vol. 38, № 23, с. 98–104; Ноябрь 1965 г.
• Дж. Р. Биард, Дж. Ф. Лизер и Г. Е. Питтман, «Снижение квантовой эффективности в излучателях света на основе GaAs», GaAs: материалы симпозиума 1966 г. (Читая Англию), Институт физики и физического общества, стр. 113–117; Сентябрь 1966 г.
• Дж. Р. Биард и В. Н. Шонфилд, "Высокочастотный кремниевый лавинный фотодиод", Международная конференция по электронным устройствам, 1966 г., Vol. 12, с. 30; Октябрь 1966 г.
• DT Wingo, JR Biard и H. Fledel, "Terrain Illuminator на основе арсенида галлия", IRIS Proc., Vol. 11, № 1, с. 91–96; Октябрь 1966 г.
• JR Biard и WN Shaunfield, "Модель лавинного фотодиода", IEEE Trans. на электронных устройствах, Vol. ЭД-14, №5, с. 233–238; Май 1967 г.
• JR Biard и KL Ashley, "Оптический микрозондовый отклик GaAs диодов", IEEE Trans. на электронных устройствах, Vol. ЭД-14, №8, с. 429–432; Август 1967 г.
• WN Shaunfield, JR Biard и DW Boone, "Германиевый лавинный фотодетектор на 1,06 микрон", Международная конференция по электронным устройствам, Вашингтон, округ Колумбия; Октябрь 1967 г.
• JR Biard и H. Strack, "GaAs Light Era On The Way", журнал Electronics , Vol. 40, № 23, с. 127–129; 13 ноября 1967 г.
• Дж. Р. Биард, «Оптоэлектронные аспекты авиационных систем», Заключительный технический отчет AFAL-TR-73-164, контракт ВВС № F33615-72-C-1565, AD0910760; Апрель 1973 г.
• Дж. Р. Биард и Л. Л. Стюарт, «Оптоэлектронная шина данных», Рекомендация симпозиума по электромагнитной совместимости IEEE, IEEE 74CH0803-7 EMC; Октябрь 1973 г.
• Дж. Р. Биард и Л. Л. Стюарт, «Оптоэлектронная передача данных», Рекомендация симпозиума по электромагнитной совместимости IEEE, стр. 1–11; Июль 1974 г.
• Дж. Р. Биард, «Оптоэлектронные аспекты авиационных систем II», Заключительный технический отчет AFAL-TR-75-45, контракт ВВС № F33615-73-C-1272, ADB008070; Май 1975 г.
• Дж. Р. Биард и Дж. Э. Шаунфилд, «Оптические соединители», Промежуточный технический отчет AFAL-TR-74-314, контракт ВВС № F33615-74-C-1001; Май 1975 г.
• Дж. Р. Биард, «Состояние оптоэлектроники», журнал « Проектирование электрооптических систем », Лазерный институт Америки, стр. 16–17; Январь 1976 г.
• Дж. Р. Биард, «Оптоэлектронные устройства для применения в оптоволокне», Том 1, Заключительный отчет № TR-2072, Контракт ВВС № N00163-73-C-05444, ADA025905; Апрель 1976 г.
• JR Biard и JE Shaunfield, "Волоконно-оптическая шина данных MIL-STD-1553", Proc. Конференция AFSC по мультиплексной шине данных, Дейтон, Огайо, стр. 177–235; Ноябрь 1976 г.
• Дж. Р. Биард и Дж. Э. Шаунфилд, «Широкополосные оптоволоконные каналы передачи данных», окончательный технический отчет AFAL-TR-77-55, контракт ВВС № F33615-74-C-1160, ADB023925; Октябрь 1977 г.
• Дж. Р. Биард, «Передача данных по оптоволоконному кабелю на короткие расстояния», Международный симпозиум IEEE по цепям и системам, стр. 167–171; 1977 г.
• Дж. Р. Биард, «Интегральные схемы для цифровой оптической передачи данных», Труды правительственной конференции по применению микросхем (GOMAC), Монтерей, Калифорния, Vol. 7; Ноябрь 1978 г.
• Дж. Р. Биард, Б. Р. Элмер и Дж. Дж. Геддес, "ИС драйвера светодиодов и приемников штыревых диодов для цифровой оптоволоконной связи", Proceedings of SPIE, Vol. 150, Лазерная и волоконно-оптическая связь, стр. 169–174; Декабрь 1978 г.
• RM Kolbas, J. Abrokwah, JK Carney, DH Bradshaw, BR Elmer и JR Biard, «Планарная монолитная интеграция фотодиода и предусилителя GaAs», Applied Physics Letters, Том 43, № 9, стр. 821–823; Декабрь 1983 г.
• Б. Хокинс и Дж. Р. Биард, "Низковольтные кремниевые лавинные фотодиоды для передачи данных по оптоволокну", IEEE Trans. по компонентам, гибридам и технологии производства; Vol. 7, № 4, с. 434–437; Декабрь 1984 г.
• Печальски, А., Г. Ли, М. Плагенс, Дж. Р. Биард, Х. Сомал, В. Беттен и Б. Гилберт, «Реализация умножителя 12 x 12 на массиве с затвором 6k», Труды правительственной конференции по применению микросхем (GOMAC ), Сан-Диего, Калифорния, Vol. 11, стр. 517; Ноябрь 1986 г.
• Р. Х. Джонсон, Б. В. Джонсон и Дж. Р. Биард, «Унифицированная физическая модель MESFET постоянного и переменного тока для моделирования цепей и устройств», IEEE Electron Devices Transactions; Сентябрь 1987 г.
• A. Peczalski, G. Lee, JR Biard и др., "Матрица затворов GaAs 6 K с полностью функциональной персонализацией LSI", Honeywell Syst. & Res. В центре, страницы: 581 - 590; Апрель 1988 г.
• П. Бьорк, Дж. Ленц, Б. Эмо и Дж. Р. Биард, «Датчики с оптическим приводом для систем обнаружения электромагнитных помех в авиации», Труды SPIE, Vol. 1173, Волоконно-оптические системы для мобильных платформ III, стр. 175–186; Сентябрь 1989 г.
• A. Ramaswamy, JP van der Ziel, JR Biard, R. Johnson и JA Tatum, "Электрические характеристики протонно-имплантированных лазеров с вертикальным резонатором поверхностного излучения", IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. 34, № 11, стр. 2233–2240; Ноябрь 1998 г.
• Дж. Гюнтер, Дж. А. Татум, А. Кларк, Р. С. Пеннер, Дж. Р. Биард и др., «Коммерциализация технологии Honeywell VCSEL: дальнейшие разработки», Proceedings of SPIE, Vol. 4286, Поверхностно-излучающие лазеры с вертикальным резонатором V, стр. 1–14; Май 2001 г.
• Б.М. Хокинс, Р.А. Хоторн III, Дж. Гюнтер, Дж. А. Татум и Дж. Р. Биард, «Надежность лазеров VCSEL с оксидной диафрагмой разного размера», Труды 2002: 52-я Конференция по электронным компонентам и технологиям IEEE, стр. 540–550; Май 2002 г.
• JA Tatum, MK Hibbs-Brenner, JR Biard, et al., «За пределами 850 нм: прогресс в других длинах волн и последствия стандарта», Proceedings of SPIE, Vol. 4649, Поверхностно-излучающие лазеры с вертикальным резонатором VI, стр. 1–10; Июнь 2002 г.
• CS Shin, R. Nevels, F. Strieter и JR Biard, «Фазовращатель линии передачи с электронным управлением», Microwave and Optical Technology Letters, Vol. 40, № 5, с. 402–406; Март 2004 г.
• JR Biard и LB Kish, «Повышение чувствительности метода обнаружения бактерий SEPTIC путем концентрирования инфицированных фагами бактерий с помощью постоянного электрического тока», Fluctuation and Noise Letters, Vol. 5, No. 2, pp. L153-L158; Июнь 2005 г.
• Х. Чуанг, Дж. Р. Биард, Дж. Гюнтер, Р. Джонсон, Г. А. Эванс и Дж. К. Батлер, «Простая итерационная модель для VCSEL, ограниченных оксидом», Международная конференция 2007 г. по численному моделированию оптоэлектронных устройств, стр. 53–54; Сентябрь 2007 г.
• Х. Чуанг, Дж. Р. Биард, Дж. Гюнтер, Р. Джонсон, Г. А. Эванс и Дж. К. Батлер, «Итерационная модель для стационарного распределения тока в VCSEL, ограниченных оксидом», IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. 43, № 11, с. 1028–1040; Ноябрь 2007 г.
• Газула, Д., Дж. Гюнтер, Р. Х. Джонсон, Г. Д. Лэндри, А. Н. Макиннес, Г. Парк, Дж. К. Уэйд, Дж. Р. Биард и Дж. А. Татум, «Новые технологии VCSEL в Finisar», Поверхностно-излучающие лазеры с вертикальной полостью XIV, Vol. 7615, стр. 761506. Международное общество оптики и фотоники; Февраль 2010 г.
• Т.М. Окон и Дж. Р. Биард, «Первый практический светодиод», Технологический центр Эдисона; 9 ноября 2015 г.

Награды и награды [ править ]

В 1969 году доктор Биард был избран пожизненным членом IEEE за «выдающийся вклад в области оптоэлектроники».

В 1985 году он получил награду TI за инновации Патрика Э. Хаггерти за свой вклад в разработку и развитие Schottky Logic.

В 1986 году он был признан почетным выпускником Техасского университета A&M .

В 1989 году он получил премию Honeywell Lund.

В 1991 году он был избран членом Национальной инженерной академии .

В мае 2013 года он получил степень доктора наук, honoris causa , Южного методистского университета . ^[24]

В сентябре 2013 года он получил «Премию выдающегося выпускника» Парижской средней школы в Париже, штат Техас . ^[25]

Ссылки [ править ]