James R. Biard
James R. Biard | |
---|---|
Född |
James Robert Biard
20 maj 1931
Paris, Texas , USA
|
dog | 23 september 2022
McKinney, Texas , USA
|
(91 år)
Nationalitet | amerikansk |
Alma mater | Texas A&M University ; BS 1954, MS 1956, PhD 1957 |
Känd för | Uppfinner den första infraröda lysdioden |
Vetenskaplig karriär | |
Fält | Elektroteknik |
James Robert Biard (20 maj 1931 – 23 september 2022) var en amerikansk elektroingenjör och uppfinnare som innehade 73 amerikanska patent . Några av hans mer betydelsefulla patent inkluderar den första infraröda ljusemitterande dioden (LED), den optiska isolatorn , Schottky-klämda logiska kretsar, silicon Metal Oxide Semiconductor Read Only Memory (MOS ROM), en lavbulkströms lavinfotodetektor och fiber- optiska datalänkar. 1980 blev Biard en medlem av personalen på Texas A&M University som adjungerad professor i elektroteknik. 1991 valdes han in som medlem i National Academy of Engineering för bidrag till halvledarljusemitterande dioder och lasrar, Schotky-klämd logik och skrivskyddade minnen.
Tidigt liv
Biard växte upp och gick i skolan i Paris, Texas . Hans far, James Christopher "Jimmy" Biard från Biardstown, arbetade som bonde och Dr. Pepper-försäljare för det lokala företaget Dr. Pepper. Biards mamma, Mary Ruth Biard (född Bills), arbetade som detaljsäljare på Collegiate Shop i centrala Paris. Hon sjöng även i kvartetter vid bröllop och begravningar. När Bob var barn rekommenderade hans barnläkare en diet med mosade övermogna bananer, stuvade äpplen och hemmagjord torkad keso som ett botemedel mot matsmältningsproblem. Som Dr. Pepper-försäljare kände Jimmy alla lokala livsmedelsbutiksägare och de skulle spara de övermogna bananerna åt Biard. Mary skulle göra keso genom att placera opastöriserad mjölk i en kopp handduk och hänga den på en utomhus klädstreck.
Jimmy blev så småningom chef för det lokala 7-Up-företaget och slutade med att köpa det av den tidigare ägaren. Han sålde också begagnade bilar, arbetade som rörmokare på Camp Maxey (ett arméläger norr om Paris) under och efter andra världskriget och gjorde VVS-arbeten för hem och företag i Parisområdet. Medan han gick på gymnasiet, arbetade Biard för sin far och en brandman, som också var rörmokare, under sommaren som rörmokareassistent. Senare i livet blev Jimmy chefsställföreträdande sheriff i Lamar County, Texas .
Utbildning
Biard gick i Paris High School 1944-48. Efter att ha tagit en associerad examen från Paris Junior College 1951, flyttade han till Texas A&M University i College Station, TX där han fick en BS i elektroteknik (juni 1954), en MS i elektroteknik (januari 1956) och en doktorsexamen. D. i elektroteknik (maj 1957). Bland de stipendier han fick var Dow-Corning Award 1953-54 och Westinghouse och Texas Power & Light-stipendier under hela hans examensarbete. Han var också medlem i IRE, Eta Kappa Nu , Tau Beta Pi , Phi Kappa Phi och en associerad medlem av Sigma Xi . Från 1956-57 arbetade han deltid som instruktör för grundutbildningen i elektroteknik. Han arbetade också deltid som assistansforskningsingenjör för Texas Engineering Experiment Station med ansvar för drift och underhåll av EESEAC, stationens analoga dator. Under gymnasiet designade han också flera vakuumrör DC-förstärkare. Hans doktorsavhandling hade titeln "Fortsättningsundersökning av elektronisk multiplikation av spänningar genom användning av logaritmer". Medan han studerade vid Texas A&M träffade han sin fru Amelia Ruth Clark. De gifte sig den 23 maj 1952 och flyttade senare till Richardson, Texas .
Karriär
Texas instrument
Den 3 juni 1957 anställdes Biard, tillsammans med sin tidigare Texas A&M-professor Walter T. "Walt" Matzen, som ingenjör för Texas Instruments Inc. i Dallas, TX . Från 1957-59, som en del av Forsknings- och utvecklingsavdelningen (FoU) vid avdelningen för halvledarkomponenter (SC), arbetade Biard med Walt för att utveckla och patentera en av de första DC-förstärkarkretsarna med låg drift som använde transistorer.
Sommaren 1958 anställde Texas Instruments Jack Kilby (uppfinnaren av den integrerade kretsen ). Enligt Biard, under TI:s årliga två veckor långa sommaravstängning, "Vi var nya, så vi var tvungna att jobba medan de andra var på semester. Han kom ofta förbi och pratade med oss." Kilby hade mer än 60 amerikanska patent, inklusive två med Biard. Biard sade senare, "Jag hade nöjet att vara meduppfinnare av två av hans 60 patent. Det var en ära att ha mitt namn med hans."
1959-60 samarbetade Biard med andra ingenjörer på Texas Instruments om design, konstruktion och patent på en av de första helt automatiska transistortestanläggningarna känd som SMART, Sequential Mechanism for Automatic Recording and Testing. Han utvecklade också, och patenterade senare, en lågfrekvent reaktansförstärkare med oupptäckbart "flimmer"-brus för seismiska tillämpningar.
GaAs IR-ljusemitterande diod
1959 fick Biard och Gary Pittman i uppdrag att arbeta tillsammans i Semiconductor Research and Development Laboratory (SRDL) i ett projekt för att skapa GaAs varaktordioder för X-bands parametriska förstärkare som ska användas i radarmottagare. Detta projekt underlättade också utvecklingen av GaAs-tunneldioder designade för logiska kretsar, oscillatorer, förstärkare, minnesenheter och andra applikationer som kräver hög spänningssvängning och hög driftstemperatur. Den 21 mars 1960, vid invigningen av 1960 års IRE International Convention, tillkännagav TI tillgängligheten av den första GaAs diffused junction varaktordioden, XD500, och 1N650-serien GaAs tunneldioder.
I september 1961 upptäckte Biard och Pittman infraröd ljusemission från en framåtriktad tunneldiod som de hade konstruerat på halvisolerande galliumarsenid (GaAs) substrat. Med hjälp av ett infrarött bildomvandlarmikroskop som nyligen togs in från Japan, upptäckte de alla GaAs varaktordioder och tunneldioder som de hade tillverkat vid den tidpunkten som avgav infrarött ljus. I oktober 1961 visade de effektiv ljusemission och signalkoppling mellan en GaAs pn-övergångsljussändare och en elektriskt isolerad halvledarfotodetektor.
Den 8 augusti 1962 lämnade Biard och Pittman in ett patent som beskriver en zinkdiffuserad pn-övergångs-LED med åtskilda katodkontakter för att möjliggöra effektiv emission av infrarött ljus under förspänning framåt. Efter fyra år att fastställa prioriteringen av deras arbete baserat på tekniska anteckningsböcker, fastställde det amerikanska patentverket att deras arbete föregick inlämningar från GE Labs, RCA Research Labs, IBM Research Labs, Bell Labs och Lincoln Labs vid MIT . Som ett resultat utfärdades de två uppfinnarna US patent 3 293 513 för GaAs infraröd (IR) ljusemitterande diod . De flesta annan organiserad forskning som sökte lysdioder vid den tiden använde II-VI-halvledare som kadmiumsulfid (CdS) och kadmiumtellurid (CdTe), medan Biard och Pittmans patent använde galliumarsenid (GaAs), en III/V-halvledare. Efter att ha lämnat in patentet påbörjade TI omedelbart ett projekt för att tillverka infraröda dioder.
Den 26 oktober 1962 tillkännagav TI den första kommersiella LED- produkten, SNX-100. Den såldes för ett pris av $130 per enhet. SNX-100 använde en ren GaAs-kristall för att avge en 900 nm ljuseffekt. Den använde guld-zink för kontakten av P-typ och tennlegering för kontakten av N-typ. TI gav Biard och Pittman $1,00 var för sitt patent.
I oktober 1963 tillkännagav TI den första kommersiella halvsfäriska lysdioden, SNX-110.
IBM Card Verifier var den första kommersiella enheten som använde infraröda lysdioder . Lysdioderna ersatte volframlampor som styrde hålkortsläsare . Infrarött ljus skickades genom hålen eller blockerades av kortet, vilket inte bara avsevärt minskade storleken och kraften som krävs, utan också förbättrade tillförlitligheten. I november 1978 publicerade Tom M. Hyltin, tidigare ingenjörschef på Texas Instruments, en bok med titeln "The Digital Electronic Watch", där han citerade Biard och Gary Pittmans upptäckt från 1961 som fundamentalt viktig för skapandet av den digitala handleden. Kolla på.
I augusti 2013, under en erinran av patentet, sa Biard:
De första dioderna som vi såg avge ljus var inte designade för att vara lysdioder. De var varaktordioder och tunneldioder, som hade all yta av N-typ och yta av P-typ täckt med ohmsk kontakt för att uppnå en låg serieresistans. Vid den tiden hade varaktordioderna en etsad mesa-geometri och IR-ljuset kom ut runt kanten på mesan. På tunneldioderna kunde ljuset ses vid chipets kanter. De avgav inte särskilt mycket ljus, men det räckte för oss att se med IR-bildomvandlarmikroskopet. Det ledde till att vi skapade en struktur där chippets yta av N-typ hade åtskilda kontakter, så att ljuset som sänds ut vid korsningen kunde sändas ut från större delen av chipets övre yta. Gary gjorde dessa åtskilda N-typ ohmska kontakter genom att förtenna metalltrådar och legera tennet på ytan av tråden till N-typ GaAs-ytan. Med ett rektangulärt chip av GaAs reflekterades det mesta av ljuset som sänds ut vid korsningen vid utgångsytan. Brytningsindex för GaAs är 3,6 och luft har ett index på 1,0. Detta betyder att ~97% av ljuset som sänds ut vid korsningen reflekteras totalt internt vid utgångsytan. Den högsta kvanteffektiviteten som kan förväntas från ett rektangulärt LED-chip är ~2%, även med en antireflexbeläggning på den optiska utgångsytan. Detta totala interna reflektionsproblem ledde till att vi kom fram till den halvsfäriska kupolen LED. I denna diod formas GaAs-substratet av N-typ till en halvklot och den halvsfäriska ytan är täckt med en antireflektionsbeläggning (företrädesvis kiselnitrid) för att minimera reflektion av frontytan. LED PN-övergången är i mitten av den platta ytan av halvklotet. Det centrala området av P-typ är täckt med anoden ohmsk kontakt. Den ohmska katodens kontakt var en munkform som täckte större delen av resten av den plana ytan av N-typ av halvklotet. Genom att göra halvklotets diameter 3,6 gånger större än diametern för lagret av P-typ, var allt ljus vid halvklotets utgångsyta innanför den kritiska vinkeln för total inre reflektion. Detta resulterade i en enorm ökning av kvanteffektiviteten eftersom upp till 50 % av ljuset som sänds ut vid korsningen kunde fly från chippet vid den halvklotformade utgångsytan. Den andra halvan av ljuset gick mot den ohmska kontakten av P-typ och absorberades i GaAs. Absorptionen i den tjockare N-typ GaAs mellan korsningen och utgångsytan resulterade i mindre förbättring av kvanteffektiviteten än vad vi hade hoppats på, dock var dome-LED:erna mycket effektivare.
Den optiska isolatorn
Den 29 november 1963 lämnade Biard, Gary Pittman, Edward L. Bonin och Jack Kilby in ett patent med titeln "Photosensitive Transistor Chopper Using Light Emissive Diode". Inom patentet beskrev de en fototransistorchopper som består av en lysdiod som är optiskt kopplad till en dubbel emitter, ljuskänslig kiseltransistor . Arrangemanget gav en omkopplingsfunktion där omkopplaren var helt elektriskt isolerad från lysdioden som drev den. Transistorn arbetade som svar på ljus som sänds ut från lysdioden när framåtströmförspänning genererades över diodens korsning. När emitterat ljus träffade transistorns yta absorberades det i områdena för både emitter-bas- och bas-kollektorövergångarna, vilket fick transistorn att leda. Denna fotokonduktiva transistor kan snabbt slås på och av genom att intensitetsmodulera lysdioden vid en mycket hög frekvens med användning av högfrekvent växelspänning. Före deras uppfinning var fullständig elektrisk isolering av omkopplarelementet i en chopper från drivkällan för att öppna och stänga omkopplarelementet inte möjlig, inte ens genom användning av isoleringstransformatorer . Användning av isoleringstransformatorer , som var skrymmande och dyra, i miniatyriserade kretsar för att separera drivkällan och switchelementet resulterade i magnetisk upptagning och spikgenomföring på grund av transformatorlindningskapacitansen . Optiska isolatorer var idealiska eftersom de är mycket små och kan monteras på ett kretskort. Dessutom erbjuder de skydd mot alltför höga spänningar, minskar brusnivån och gör mätningarna mer exakta. I mars 1964 tillkännagav TI kommersiella chopperenheter baserade på deras patentlagerbeteckningar PEX3002 och PEX3003.
I mars 1965 tillkännagav TI den optoelektroniska pulsförstärkaren SNX1304, som skapades och utvecklades av Biard och Jerry Merryman , uppfinnarna av den första handhållna digitala miniräknaren. SNX1304 bestod av en GaAs pn junction ljussändare optiskt kopplad till en integrerad kisel fotodetektor återkopplings-förstärkarkrets. Enheten tros vara den första kommersiella optiskt kopplade integrerade kretsen.
Schottky-klämda logiska kretsar
1964 designade Biard linjära transimpedansförstärkare (TIA) för att fungera med kiselfotodioder för att ta emot optiska signaler som genereras av lysdioder. När signalströmmen från kiselfotodioden var för stor, skulle förstärkarens ingångssteg mättas och orsaka oönskade fördröjningar när den optiska signalen togs bort. Schottky-diod av kisel över kollektor-basövergången på ingångstransistorn . Eftersom Schottky-dioden hade ett lägre framåtfall än transistorns PN-övergång, mättades inte transistorn och den oönskade fördröjningstiden eliminerades. Ingenjören på nästa kontor vid SRD Lab utvecklade Diode Transistor Logic ( DTL ) IC:er och hade även mättnadsproblem. Biard bestämde sig för att använda det han lärde sig med de optiska mottagarens förstärkare och tillämpa det på de bipolära logikkretsarna.
Den 31 december 1964 lämnade Biard in ett patent för Schottky-transistorn (US-patent US3463975 ), alias den Schottky-klämda transistorn, som bestod av en transistor och en intern Schottky-barriärdiod med metallhalvledare. Patentet inlämnades baserat på Schottky Clamped DTL monolitiska integrerade logiska kretsar som använder Schottky-dioder av aluminium och kisel över transistorernas kollektor-basövergångar och i ingången för att justera logiknivåerna. Dioden förhindrade transistorn från att mättas genom att minimera framåtförspänningen på kollektor-bastransistorövergången, vilket reducerade minoritetsbärarinsprutningen till en försumbar mängd. Schottky -dioden kunde integreras på samma form, den hade en kompakt layout, den hade ingen minoritetsladdningslagring och den var snabbare än en konventionell kopplingsdiod. Biards patent lämnades in innan transistor-transistor logic (TTL)-kretsar hade uppfunnits, men det skrevs tillräckligt brett för att täcka de Schottky-klämda TTL-IC:erna med platinasilicid Schottky-dioder, som var mycket mer förutsägbara och tillverkningsbara än Schottky-dioderna i aluminium han ursprungligen Begagnade. Hans patent förbättrade i slutändan växlingshastigheten för mättade logiska konstruktioner, såsom Schottky-TTL, till en låg kostnad. 1985 fick Biard Patrick E. Haggerty Innovation Award för detta patent.
MOS ROM
I mitten av 1965 placerades Biard som ansvarig för TI:s optoelektroniska gren och MOS-gren, båda i SRDL. Det året utvecklade Opto-grenen en enhet bestående av en monolitisk 3x5-array av röda GaP-lysdioder som kan visa siffrorna 0-9; emellertid saknade enheten ett sätt att driva arrayen. I september 1965 designade Biard och Bob Crawford (från MOS-grenen) en P-kanals MOS-krets med binärkodade decimalingångar för att slå på lämpliga 15 LED-utgångselement. MOS-kretsen fungerade på första passet. Den 21 mars 1966, vid en IEEE-mässa och kongress i New York, satte TI upp en monter för att visa enheten som den sista siffran i en simulerad cockpithöjdmätare för en Boeing 707 .
Den 25 juli 1966 lämnade Biard och Crawford in ett patent för sin enhet (US-patent US3541543 ) som kallas "binär avkodare". Detta var första gången ett skrivskyddat minne gjordes med hjälp av MOS-transistorer. I slutet av 1970-talet hade MOS ROM-enheter blivit det vanligaste exemplet på icke-flyktigt minne som används för att tillhandahålla lagring av fasta program i digital utrustning som miniräknare och mikroprocessorsystem .
1986 lämnade TI in ett klagomål till International Trade Commission (ITC) och anklagade 19 olika företag för att ha brutit mot amerikanska tulllagar genom att importera 256K och 64K dynamiska RAM-enheter, vilket gjorde intrång på många TI-patent inklusive US Patent 3,541,543. I september 1986, på begäran av Texas Instruments, vittnade Biard inför ITC i Washington DC; dock fastslog domaren att företagen inte kränkte TI:s patenträttigheter.
Lavinfotodioder
På 1960-talet, under den pågående utvecklingen av integrerade kretsrelaterade teknologier, drabbades lavinfotodioder av en relativt hög bulkläckström , som förstärktes av lavinförstärkningen. Läckströmmen härrörde från hål och elektroner som genererats termiskt i enheten . Denna läckström begränsade fotodiodens användning, såvida inte en kylapparat användes samtidigt. Den 15 februari 1968 lämnade Biard in ett patent med titeln "Low Bulk Leakage Current Avalanche Photodiode" (US Patent US3534231 ), som presenterade designen av en lavinfotodiod för att reducera bulkläckströmmar utan att behöva kylas. Konstruktionen bestod av tre halvledarskikt , belägna på varandra, med ett barriärskikt under den ljuskänsliga övergången i form av en omvänt förspänd andra övergång. De första två skikten utgjorde den ljuskänsliga förbindelsen och det tredje skiktet utgjorde en högdopad halvledarbakre region närvarande på ett avstånd från den ljuskänsliga förbindelsen mindre än en diffusionslängd för de termiskt genererade bärarna.
Spectronics
I maj 1969 lämnade Biard Texas Instruments för att gå med i Spectronics, Inc., när företaget grundades, som vicepresident för forskning. Medan han var på Spectronics arbetade Biard med designen av många av deras standardprodukter, inklusive kiselfotodioder, fototransistorer, photodarlington-enheter och GaAs-ljusemitterande dioder. 1973 designade och patenterade han en cylindrisk kant-emitterande LED för effektiv koppling till fiberoptiska buntar. 1974 arbetade han med utvecklingen av optiska kopplare som används i en databuss utvecklad för flygburna flygelektroniksystem . Tillsammans med JE Shaunfield och RS Speer uppfann han en passiv stjärnkopplare för användning i fiberoptiska databussar. Under denna tid designade och satte han också upp Spectronics, Inc.:s optiska standardlabb och det mesta av den speciella testutrustningen för komponentkalibrering och utvärdering, såsom ett punktskanningsmikroskop, en strålningsmönsterplotter och konstanttemperatur-inbränningsställ för lysdioder. Han bidrog också till utvecklingen av testutrustning för infraröd detektor och designen av Spectronics, Inc. Long Wavelength Infrared Test Set. Han ledde också FoU-aktiviteter på InAs Phototransistor och PN Junction Cold Cathodes. 1978 arbetade han på integrerade kretsar bestående av en LED-drivrutin och stiftdiodmottagare som används för digital fiberoptisk kommunikation .
Honeywell
1978 förvärvades Spectronics av Honeywell . Från 1978 till 1987 arbetade Biard som chefsforskare för Honeywell Optoelectronics Division i Richardson, TX . Biard startade sitt MICROSWITCH IC & Sensor Design Center och fungerade som medlem i Components Group Sensor Planning Team. Han var också representant för Components Group i Honeywell Technology Board (HTB), som sysslade med utveckling och överföring av teknologi i hela Honeywells företagsstruktur. Biards ansvar för produktutveckling inkluderade optoelektroniska komponenter ( ljusemitterande dioder och fotodetektorer ), fiberoptiska komponenter, sändar- och mottagarmoduler, halleffektsensorer av kisel och trycksensorer .
1987 blev Biard chefsforskare för Honeywell MICRO SWITCH Division. Han gick sedan i pension i december 1998 för att sedan återanställas som konsult. Som konsult blev han en del av ett team som utvecklade Vertical Cavity Surface Emitting Lasers ( VCSELs ). Han var också involverad i gränssnittet mellan MICRO SWITCH-divisionen, Honeywell Corporate R&D Laboratory och universitet.
Finisar
2006 sålde Honeywell VCSEL- gruppen till Finisar Corporation, som anställde Biard på halvtid som konsult Senior Scientist för Advanced Optical Components Division i Allen, TX . Medan han arbetade för Finisar , har Biard utfärdats totalt 28 tekniska patent relaterade till designen av 850 nm VCSEL och fotodioder som används för höghastighetsfiberoptisk dataöverföring.
Den 7 juni 2014 deltog Biard i en Shining Mindz-workshop med titeln "Meet The Inventor Camp (LED)", som gjorde det möjligt för barn att bygga kretsar som använder LED-teknik för optisk kommunikation och mätning. Barnen kunde också ta bilder med Biard och få hans autograf. Den 15 oktober 2014 Texas A&M Universitys College of Engineering en artikel med titeln "ECE professor leads way to Nobel Prize", som fokuserade på Biards uppfinning av GaAs infraröd LED och diskuterade hans karriär inom optoelektronikområdet .
Pensionering och död
I juli 2015 gick Biard officiellt i pension efter att ha arbetat 58 år inom halvledarindustrin. I november 2015 delade Edison Tech Center en artikel som Biard var medförfattare om om utvecklingen av LED på Texas Instruments på 1960-talet. I mars 2016 Electronic Design Biard angående hans många karriärprestationer.
Biard var också en ivrig munspelsspelare . Han uppträdde i Dallas -området vid banketter, skolor, kyrkor, sjukhus, äldreboenden och föreställningssalar. Hans tolkningar av klassiska sånger gjordes med flera munspel och en musikalisk såg .
Biard dog den 23 september 2022, 91 år gammal.
Biard patent
- US-patent 3 037 172 Driftcykelmodulerad multivibrator , utfärdat: 29 maj 1962
- US-patent 3 046 487 Differentialtransistorförstärkare , utfärdat: 24 juli 1962
- US-patent 3 061 799 Frekvensmodulerad multivibrator med konstant driftcykel, utfärdat: 30 oktober 1962
- GB patent 1 017 095 Elektrisk reaktansförstärkare , utfärdat: 31 december 1962
- US patent 3 076 152 Stabiliserad arbetscykelmodulerad multivibrator , utfärdat: 29 januari 1963
- FR-patent 1 423 624 PN-korsningar som tysta avslutningar , utfärdat: 29 november 1965
- US patent 3 235 802 Programmerbar apparat för att automatiskt och sekventiellt utföra ett flertal tester på en transistor, utfärdat: 15 februari 1966
- US-patent 3 242 394 Spänningsvariabelt motstånd , utfärdat: 22 mars 1966
- DE-patent 1 214 792 Arrangemang för att mäta elektriska egenskaper hos halvledare, utfärdat: 21 april 1966
- US-patent 3 293 513 Halvledarstrålningsdiod , utfärdat: 20 december 1966
- US patent 3 304 430 Högfrekvent elektrooptisk anordning som använder ljuskänsliga och fotoemitterande dioder, utfärdat: 14 februari 1967
- US-patent 3 304 431 Ljuskänslig transistorchopper som använder ljusemitterande diod, utfärdat: 14 februari 1967
- US-patent 3 315 176 Isolerad differentialförstärkare , utfärdat: 18 april 1967
- US patent 3 316 421 Lågfrekvensreaktansförstärkare inklusive både uppkonvertering och negativ resistansförstärkning med förstärkningskontroll, utfärdat: 25 april 1967
- US patent 3 321 631 Electro-optical switch device , utfärdat: 23 maj 1967
- US-patent 3 341 787 Lasersystem med pumpning med halvledarstrålningsdiod, utfärdat: 12 september 1967
- US patent 3 359 483 högspänningsregulator , utfärdat: 19 december 1967
- DE-patent 1 264 513 Elektrisk chopper innefattande fotokänsliga transistorer och ljusemitterande diod, utfärdat: 28 mars 1968
- US-patent 3 413 480 Elektrooptisk transistoromkopplingsanordning , utfärdat: 26 november 1968
- US-patent 3 436 548 Kombination PN-övergångsljussändare och fotocell med elektrostatisk skärmning, utfärdat: 1 april 1969
- US patent 3 445 793 högfrekvent bandöverföringsledning , utfärdat: 20 maj 1969
- GB patent 1 154 892 halvledarenheter , utfärdat: 11 juni 1969
- US patent 3 456 167 Halvledare optisk strålningsanordning , utfärdat: 15 juli 1969
- US-patent 3 463 975 Unitary halvledarhöghastighetsomkopplingsanordning som använder en barriärdiod, utfärdat: 26 augusti 1969
- US-patent 3 495 170 Metod för indirekt mätning av resistiviteter och föroreningskoncentrationer i en halvledarkropp inklusive en epitaxiell film, utfärdat: 10 februari 1970
- US patent 3 510 674 Lågbrusreaktansförstärkare , utfärdat: 5 maj 1970
- US Patent 3 534 231 Låg bulk läckström lavinfotodiod , utfärdat: 13 oktober 1970
- US Patent 3 534 280 Opto termisk ljudförstärkare , utfärdat: 13 oktober 1970
- US-patent 3 541 543 binär avkodare , utfärdat: 17 november 1970
- US Patent 3 821 775 Edge Emission GaAs ljussändarstruktur , utfärdat: 28 juni 1974
- US patent 3 838 439 fototransistor med nedgrävd bas , utfärdat: 24 september 1974
- US-patent 4 400 054 Passiv optisk kopplare , utfärdat: 22 januari 1982
- US-patent 4 371 847 Dataöverföringslänk , utfärdat: 1 februari 1983
- US patent 4 529 947 Apparatur för ingångsförstärkarsteg, utfärdat: 16 juli 1985
- US-patent 4 545 076 Dataöverföringslänk , utfärdat: 1 oktober 1985
- US-patent 4 661 726 som använder en utarmningsmod-FET som arbetar i triodregionen och en utarmningsmod-FET som arbetar i mättnadsregionen, utfärdat: 28 april 1987
- US Patent 5 148 303 Fördröjningslinje fiberoptisk sensor, utfärdat: 15 september 1992
- US-patent 5 572 058 Hall-effektanordning formad i ett epitaxiellt lager av kisel för avkänning av magnetiska fält parallellt med det epitaxiella lagret, utfärdat: 5 november 1996
- US patent 5 589 935 Turbiditetssensor med förmågan att reglera intensiteten hos en ljuskälla, utfärdat: 31 december 1996
- US-patent 5 764 674 Strömavgränsning för en laser som utsänder vertikal kavitetsyta, utfärdat: 9 juni 1998
- US Patent 5 893 722 Tillverkning av vertikal kavitetsytemitterande laser med strömbegränsning, utfärdat: 13 april 1999
- US Patent 6 558 973 Metamorphic long wavelength high-speed photodiode , utfärdat: 6 maj 2003
- US-patent 6 816 526 Gain guide-implantat i oxidemitterande laser för vertikal kavitetsyta, utfärdat: 9 november 2004
- US-patent 6 949 473 Metoder för att identifiera och avlägsna en oxidinducerad död zon i en halvledaranordningsstruktur, utfärdat: 27 september 2005
- US-patent 6 990 135 distribuerad Bragg-reflektor för optoelektronisk enhet, utfärdat: 24 januari 2006
- US patent 7 009 224 Metamorphic long wavelength high-speed photodiode , utfärdat: 7 mars 2006
- US Patent 7 015 557 Hall-element med segmenterad fältplatta, utfärdat: 21 mars 2006
- US-patent 7 031 363 Långvåglängds VCSEL-enhetsbearbetning , utfärdat: 18 april 2006
- US-patent 7 061 945 VCSEL-modtransformerande fasfilter med förbättrad prestanda, utfärdat: 13 juni 2006
- US patent 7 065 124 Electron affinity engineered VCSELs , utfärdat: 20 juni 2006
- US-patent 7 095 771 Implantat skadat oxidisolerande område i vertikal kavitets ytaemitterande laser, utfärdat: 22 augusti 2006
- US Patent 7 184 455 Speglar för att minska effekterna av spontana emissioner i fotodioder, Utfärdat: 27 februari 2007
- US Patent 7 190 184 Systems for wafer level burn-in av elektroniska enheter , utfärdat: 13 mars 2007
- US-patent 7 205 622 Vertikal halleffektanordning , utfärdat: 17 april 2007
- US-patent 7 229 754 Avkännande fagutlöst jonkaskad (septisk) , utfärdat: 12 juni 2007
- US-patent 7 251 264 Distribuerad bragg-reflektor för optoelektronisk anordning, utfärdat: 31 juli 2007
- US Patent 7 277 463 Integrerad ljusemitterande enhet och fotodiod med ohmsk kontakt, utfärdat: 2 oktober 2007
- US Patent 7 324 575 Lins med reflekterande yta , utfärdat: 29 januari 2008
- US Patent 7 346 090 Vertikal kavitets ytaemitterande laser inklusive dike- och protonimplantatisolering, utfärdat: 19 mars 2008
- US patent 7 366 217 Optimering av spegelreflektivitet för att minska spontana emissioner i fotodioder, utfärdat: 29 april 2008
- US Patent 7 403 553 Absorberande skikt för minskade spontana emissionseffekter i en integrerad fotodiod, Utfärdat: 22 juli 2008
- US-patent 7 418 021 Optiska öppningar för att minska spontana emissioner i fotodioder, utfärdat: 26 augusti 2008
- US patent 7 662 650 tillhandahåller fotonisk kontroll över waferburna halvledarenheter, utfärdat: 16 februari 2010
- US-patent 7 700 379 Metoder för att utföra inbränning på wafernivå av elektroniska enheter, utfärdat: 20 april 2010
- US-patent 7 709 358 Integrerad ljusemitterande enhet och fotodiod med ohmsk kontakt, utfärdat: 4 maj 2010
- US-patent 7 746 911 Geometriska optimeringar för att minska spontana emissioner i fotodioder, utfärdat: 29 juni 2010
- US-patent 7 801 199 Vertikal kavitets ytemitterande laser med fotodiod med minskade spontana emissioner, utfärdat: 21 september 2010
- US Patent 7 826 506 Vertikal kavitets ytaemitterande laser med flera kontakter på ovansidan, utfärdat: 2 november 2010
- US Patent 7 860 137 Vertikal kavitets ytaemitterande laser med odopad toppspegel, utfärdat: 28 december 2010
- US patent 7 920 612 ljusemitterande halvledaranordning med en elektrisk inneslutningsbarriär nära det aktiva området, utfärdat: 5 april 2011
- US-patent 8 031 752 VCSEL optimerad för höghastighetsdata , utfärdat: 4 oktober 2011
- US-patent 8 039 277 tillhandahåller strömkontroll över waferburna halvledaranordningar som använder överskiktsmönster, utfärdat: 18 oktober 2011
- US-patent 8 129 253 tillhandahåller strömkontroll över waferburna halvledaranordningar med användning av diken, utfärdat: 6 mars 2012
- US Patent 8 168 456 Vertikal kavitets ytaemitterande laser med odopad toppspegel, utfärdat: 1 maj 2012
- US Patent 8 193 019 Vertikal kavitets ytaemitterande laser med flera kontakter på ovansidan, utfärdat: 5 juni 2012
- US-patent 8 637 233 Anordning och metod för att identifiera mikrober och räkna mikrober och bestämma antimikrobiell känslighet, Utfärdat: 28 januari 2014
- US Patent 9 124 069 Vertikal kavitets ytaemitterande laser med odopad toppspegel, utfärdat: 1 september 2015
- US patent 9 318 639 Gallium arsenide lavinfotodiod , utfärdat: 19 april 2016
Publikationer
Under loppet av sin tekniska karriär har Biard publicerat mer än två dussin tekniska artiklar och gjort ungefär lika många opublicerade presentationer vid stora tekniska konferenser. Han utvecklade också ett en veckas seminarium om fiberoptisk dataöverföring som han har presenterat vid fem tillfällen. Hans papper inkluderar:
- WT Matzen och JR Biard, "Differential Amplifier Features DC Stability", Electronics magazine, Vol. 32, nr 3, s. 60–62; 16 januari 1959.
- JR Biard och WT Matzen, "Drift Considerations in Low Level Direct-Coupled Transistor Circuits", 1959 IRE National Convention Record (Del 3), s. 27–33; mars 1959.
- JR Biard, "Low-Frequency Reactance Amplifier", 1960 IEEE International Solid-State Circuits Conference, Vol. 3, s. 88–89; februari 1960.
- EL Bonin och JR Biard, "Tunnel Diode Series Resistance", Proceedings of the IRE, Vol. 49, nr 11, sid. 1679; november 1961.
- EL Bonin och JR Biard, "Tunnel Diode Series Resistance Measurement", Solid-State Design, Vol. 3, nr 7, s. 36–42; juli 1962.
- JR Biard och SB Watelski, "Evaluation of Germanium Epitaxial Films", Journal of the Electrochemical Society, Vol. 109, s. 705–709; augusti 1962.
- JR Biard, EL Bonin, WN Carr och GE Pittman, "GaAs Infrared Source", 1962 International Electron Devices Meeting, Washington, DC, Vol. 8, sid. 96; oktober 1962.
- JR Biard, "Low-Frequency Reactance Amplifier", Proceedings of the IEEE, Vol. 51, nr 2, s. 298–303; februari 1963.
- JR Biard, EL Bonin, WN Carr och GE Pittman, "GaAs Infrared Source for Optoelectronic Applications", 1963 IEEE International Solid-State Circuits Conference, Volym 6, s. 108 – 109; februari 1963.
- JR Biard, EL Bonin, WN Carr och GE Pittman, "GaAs Infrared Source", IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. 10, nr 2, s. 109–110; mars 1963.
- JR Biard, "GaAs PN Junction Lasers", Solid-State Electronics Seminar, Stanford University; 7 maj 1963.
- JR Biard och WN Carr, "Temperature Effects and Moding in GaAs Injection Lasers", Device Research Conference, Michigan State University; juni 1963.
- JR Biard och WN Carr, "Karakteristika för injektionslasrar", Boston AIME Meeting; 26 augusti 1963.
- JR Biard, WN Carr och BS Reed, "Analysis of a GaAs Laser", Transactions of the Metallurgical Society of AIME, Vol. 230, s. 286–290; mars 1964.
- JR Biard, "Optoelectronic Functional Electronic Blocks", Interim Engineering Report nr. 04-64-20, Texas Instruments Inc., Dallas, TX; 27 mars 1964.
- WN Carr och JR Biard, "Common Occurrence of Artifacts or 'Ghost' Peaks in Semiconductor Injection Electroluminescence Spectra", Journal of Applied Physics, Vol. 35, nr 9, s. 2776–2777; september 1964.
- WN Carr och JR Biard, "Optical Generation Spectrum for the Electron Thermal-Injection Mechanism in GaAs Diodes", Journal of Applied Physics, Vol. 35, nr 9, s. 2777–2779; september 1964.
- JR Biard, JF Leezer och BS Reed, "Characteristics of GaAs Guard-Ring Diodes", IEEE Trans. on Electron Devices, Solid-State Devices Research Conf., Vol. ED-11, nr 11, sid. 537; november 1964.
- JR Biard, EL Bonin, WT Matzen och JD Merryman, "Optoelectronics as Applied to Functional Electronic Blocks", Proceedings of the IEEE, Volym: 52, nr: 12, s. 1529–1536; december 1964.
- JR Biard, "Degradation of Quantum Efficiency in GaAs Light Emitters", Solid-State Device Research Conference, Princeton, New Jersey; 21–23 juni 1965.
- JR Biard och EL Bonin, "Vad är nytt inom halvledarsändare och sensorer", Electronics magazine, Vol. 38, nr 23, s. 98–104; november 1965.
- JR Biard, JF Leezer och GE Pittman, "Degradation of Quantum Efficiency in GaAs Light Emitters", GaAs: 1966 Symposium Proceedings, (Reading England), Institute of Physics and Physical Society, s. 113–117; september 1966.
- JR Biard och WN Shaunfield, "A High Frequency Silicon Avalanche Photodiode", 1966 International Electron Devices Meeting, Vol. 12, sid. 30; oktober 1966.
- DT Wingo, JR Biard och H. Fledel, "Gallium Arsenide Terrain Illuminator", IRIS Proc., Vol. 11, nr 1, s. 91–96; oktober 1966.
- JR Biard och WN Shaunfield, "A Model of the Avalanche Photodiode", IEEE Trans. på Electron Devices, vol. ED-14, nr 5, s. 233–238; maj 1967.
- JR Biard och KL Ashley, "Optical Microprobe Response of GaAs Diodes", IEEE Trans. på Electron Devices, vol. ED-14, nr 8, sid. 429–432; augusti 1967.
- WN Shaunfield, JR Biard och DW Boone, "A Germanium Avalanche Photodetector for 1,06 Microns", International Electron Devices Meeting, Washington, DC; oktober 1967.
- JR Biard och H. Strack, "GaAs Light Era On The Way", Electronics magazine, Vol. 40, nr 23, s. 127–129; 13 november 1967.
- JR Biard, "Optoelectronic Aspects of Avionic Systems", slutlig teknisk rapport AFAL-TR-73-164, Air Force Contract No. F33615-72-C-1565, AD0910760; april 1973.
- JR Biard och LL Stewart, "Optoelectronic Data Bus", IEEE Electromagnetic Compatibility Symposium Rec., IEEE 74CH0803-7 EMC; oktober 1973.
- JR Biard och LL Stewart, "Optoelectronic Data Transmission", IEEE Electromagnetic Compatibility Symposium Rec., s. 1–11; juli 1974.
- JR Biard, "Optoelectronic Aspects of Avionic Systems II", slutlig teknisk rapport AFAL-TR-75-45, Air Force Contract No. F33615-73-C-1272, ADB008070; maj 1975.
- JR Biard och JE Shaunfield, "Optical Couplers", teknisk interimsrapport AFAL-TR-74-314, Air Force Contract No. F33615-74-C-1001; maj 1975.
- JR Biard, "Status of Optoelectronics", Electro-Optical Systems Design magazine, Laser Institute of America, s. 16–17; januari 1976.
- JR Biard, "Optoelectronic Devices Packaged for Fiber Optics Application", Volym 1, Slutrapport nr TR-2072, Air Force Contract No. N00163-73-C-05444, ADA025905; april 1976.
- JR Biard och JE Shaunfield, "A MIL-STD-1553 Fiber Optic Data Bus", Proc. AFSC Multiplex Data Bus Conference, Dayton, OH, s. 177–235; november 1976.
- JR Biard och JE Shaunfield, "Wideband Fiber Optic Data Links", slutlig teknisk rapport AFAL-TR-77-55, Air Force Contract No. F33615-74-C-1160, ADB023925; oktober 1977.
- JR Biard, "Short distance fiberoptics data transmission", IEEE International Symposium on Circuits and Systems Proceedings, s. 167–171; 1977.
- JR Biard, "Integrated Circuits for Digital Optical Data Transmission", Proceedings of the Government Microcircuit Applications Conference (GOMAC), Monterey, CA, Vol. 7; november 1978.
- JR Biard, BR Elmer och JJ Geddes, "LED Driver and Pin Diode Receiver ICs for Digital Fiber Optic Communications", Proceedings of SPIE, Vol. 150, Laser and Fiber Optic Communications, s. 169–174; december 1978.
- RM Kolbas, J. Abrokwah, JK Carney, DH Bradshaw, BR Elmer och JR Biard, "Planar monolithic integration of a photodiode and a GaAs preamplifier", Applied Physics Letters, Volym 43, nr 9, s. 821–823; december 1983.
- B. Hawkins och JR Biard, "Low-Voltage Silicon Avalanche Photodiodes for Fiber Optic Data Transmission", IEEE Trans. på komponenter, hybrider och tillverkningsteknik; Vol. 7, nr 4, s. 434–437; december 1984.
- Peczalski, A., G. Lee, M. Plagens, JR Biard, H. Somal, W. Betten och B. Gilbert, "12 x 12 Multiplier Implementation on 6k Gate Array", Proceedings of the Government Microcircuit Applications Conference (GOMAC) San Diego, CA, vol. 11, sid. 517; november 1986.
- RH Johnson, BW Johnson och JR Biard, "Unified Physical DC and AC MESFET Model for Circuit Simulation and Device Modeling", IEEE-elektronenhetstransaktioner; september 1987.
- A. Peczalski, G. Lee, JR Biard, et al., "A 6 K GaAs gate array with full functional LSI personalization", Honeywell Syst. & Res. Center, Sida: 581 - 590; april 1988.
- P. Bjork, J. Lenz, B. Emo och JR Biard, "Optically Powered Sensors For EMI Immune Aviation Sensing Systems", Proceedings of SPIE, Vol. 1173, Fiberoptiska system för mobila plattformar III, s. 175–186; september 1989.
- A. Ramaswamy, JP van der Ziel, JR Biard, R. Johnson och JA Tatum, "Electrical Characteristics of Proton-Implanted Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers", IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. 34, nr 11, s. 2233–2240; november 1998.
- JK Guenter, JA Tatum, A. Clark, RS Penner, JR Biard, et al., "Commercialization of Honeywell's VCSEL Technology: Further Developments", Proceedings of SPIE, Vol. 4286, Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers V, s. 1–14; maj 2001.
- BM Hawkins, RA Hawthorne III, JK Guenter, JA Tatum och JR Biard, "Reliability of Various Size Oxide Aperture VCSELs", 2002 Proceedings: 52nd IEEE Electronic Components and Technology Conference, s. 540–550; maj 2002.
- JA Tatum, MK Hibbs-Brenner, JR Biard, et al., "Beyond 850 nm: Progress at Other Wavelengths and Impplications from the Standard", Proceedings of SPIE, Vol. 4649, Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers VI, s. 1–10; juni 2002.
- CS Shin, R. Nevels, F. Strieter och JR Biard, "An Electronically Controlled Transmission Line Phase Shifter", Microwave and Optical Technology Letters, Vol. 40, nr 5, s. 402–406; mars 2004.
- JR Biard och LB Kish, "Att förbättra känsligheten hos SEPTIC Bacterium Detection Method genom att koncentrera de faginfekterade bakterierna via DC Electrical Current", Fluctuation and Noise Letters, Vol. 5, nr 2, sid. L153-L158; juni 2005.
- H. Chuang, JR Biard, J. Guenter, R. Johnson, GA Evans och JK Butler, "A Simple Iterative Model for Oxide-Confined VCSELs", 2007 Internationell konferens om numerisk simulering av optoelektroniska enheter, s. 53–54; september 2007
- H. Chuang, JR Biard, J. Guenter, R. Johnson, GA Evans och JK Butler, "An Iterative Model for the Steady-State Current Distribution in Oxide-Confined VCSELs", IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. 43, nr 11, s. 1028–1040; november 2007.
- Gazula, D., JK Guenter, RH Johnson, GD Landry, AN MacInnes, G. Park, JK Wade, JR Biard och JA Tatum, "Emerging VCSEL technologys at Finisar", Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers XIV, Vol. 7615, sid. 761506. International Society for Optics and Photonics; februari 2010.
- TM Okon och JR Biard, "The First Practical LED", Edison Tech Center; 9 november 2015.
Pris och ära
År 1969 valdes Biard till Life Fellow för IEEE citerad för "enastående bidrag inom optoelektronikens område".
1985 fick han TI:s Patrick E. Haggerty Innovation Award för sitt bidrag till designen och utvecklingen av Schottky Logic.
1986 erkändes han som en Distinguished Alumnus vid Texas A&M University .
1989 fick han Honeywell Lund Award.
1991 valdes han till medlemskap i National Academy of Engineering .
I maj 2013 belönades han med graden av Doctor of Science, honoris causa , från Southern Methodist University .
I september 2013 mottog han "Distinguished Graduate Award" från Paris High School i Paris, TX .
- 1931 födslar
- 2022 dödsfall
- Amerikanska uppfinnare från 1900-talet
- Amerikanska uppfinnare från 2000-talet
- amerikanska elektroingenjörer
- Honeywell människor
- Laserforskare
- Ljusemitterande diodpionjärer
- Medlemmar av United States National Academy of Engineering
- Alumner från Paris Junior College
- Folk från Paris, Texas
- Texas A&M University alumner
- Texas Instruments människor