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高速高功率單模態850nm波段面射型雷射

我們利用鋅擴散製作出850nm波段的單模態面射型雷射，而沒有利用一般縮小氧化孔徑之方法來產生單模態，這可以減小元件之熱效應。我們氧化孔徑為9μm的元件，頻寬能達到8GHz，有一個較小的微分電阻為47Ω，最大輸出功率為3mW，而在不同電流注入時，頻譜也都是維持單模態，且頻譜我們是在動態調制下量測。而我們所製作出來的單模面射型雷射在本質頻寬方面也比我們所製作出來的多模面射型雷射來的大(31GHz vs. 17GHz)。且我們的單模面射型雷射有比較窄的發散角(80 vs. 200) ，且單模的面射型雷射在調準限度(alignment tolerance)方面也有比較好的表現。

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建立於隨身聽的數位式電子聽診器

人體內部有許多的器官，不同的器官同時運作以維持人體的正常運作；肺臟為提供細胞充足氧氣並排放出人體不需要之二氧化碳的重要器官。氣體流通在肺臟時會因為與氣管壁摩擦而產生肺音；而當肺臟有病變時，肺音亦會跟著改變。氣喘是一種慢性支氣管炎，在肺音訊號上以喘鳴音為最典型的特徵，另外氣喘在肺音頻率上所造成的變化也是很重要的參考指標。 傳統聽診器無法保留患者的肺音訊號，因而無法對訊號做更進一步的分析；而目前市售之數位化電子式聽診器有著單價偏高及錄音組數有限等缺點。因此本研究的主要目的，為使用市售的數位隨身聽作為基礎，開發一建立於隨身聽的數位化電子式聽診器；包括了內含電容式麥克風的聽診頭、放大濾波電路、儲存數位化肺音訊號的隨身聽。軟體部分則利用C語言撰寫數位隨身聽的類8051處理器，使用快速傅立葉轉換及功率頻譜密度等分析方法作喘鳴音的偵測。

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多頻相位編碼之閃光視覺誘發電位驅動大腦人機介面

本研究開發利用多頻相位編碼之閃光視覺誘發電位(Visual Evoked Potential, VEP)控制的大腦人機界面(Brain Computer Interface, BCI)。我們對空間中不同位置的閃光刺激進行不同頻率與不同相位的編碼，藉由使用者對其視野中央的光刺激會有最大對應視覺誘發電位的特性，我們可以藉由偵測使用者腦波的時序，判斷目前使用者正在注視的光源是哪一個，進一步讓使用者可以利用注視不同的光源，達到按鍵或指令輸入的目的。本系統結合了穩態視覺誘發電位(Steady-State Visual Evoked Potential, SSVEP)與閃爍視覺誘發電位(Flash Visual Evoked Potential, FVEP)的優點，改善了傳統穩態視覺誘發電位腦波人機界面系統(SSVEP-based BCI)通道數不足與閃爍視覺誘發電位腦波人機界面系統(FVEP-based BCI)低傳輸率的缺點。本大腦人機界面目前已經可以讓使用者進行八個按鍵的輸入，並已經可以達到0.52 sec/command的傳輸速度與100%的準確率。

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相依電阻設計在負相關上的探討

本篇論文最主要是在利用電阻的變動在佈局上的相關性，探討不同的變動因子來設計具有相關性的電阻對。利用不同區段電阻數量、區段電阻長度、電阻變動範圍，以及區段電阻相對位置和聯結等各個變動因子來規劃出電阻對的相關性。從模擬結果顯示:1.正相關性的區段電阻只能排列得到正相關性的電阻對；2.負相關性的區段電阻，串聯排列只能得到負相關性的電阻對；和3.負相關性的區段電阻，並聯排列可得到正和負相關性的電阻對。

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可攜式眼寫電腦控制及仿口語系統

一般正常人可以利用雙手操控電腦，瀏覽世界各地的資訊；可以利用嘴巴，與社會上各種不同人做溝通。但是，目前社會上仍有一群的弱勢的團體，像是漸凍症(Amyotrophic Lateral Sclerosis, A.L.S)或者運動神經元疾病(Motor Neuron Disease, M.N.D)之類的患者，無法靠著雙手輕易的操控電腦，也無法利用嘴巴與人溝通，因此發展了一套眼寫電腦控制及仿口語系統，方便此類病患能自主的使用電腦來取得資訊以及取代嘴巴說話的功能。 本論文採用眼電圖( Electro-Oculography, EOG )作為擷取眼動訊號的方法，將取得的訊號送入Microchip dsPIC30F6014作處理及分析，辨識出眼寫符號後，再將眼寫符號轉為電腦的通訊碼以及BIG-5碼，取代鍵盤、滑鼠和說話的功能。經過統計之後注音符號模式的正確率平均(五位受測者平均)為82 %，而英文字母符號的正確率平均為79.69 %。 本系統使用上的方法為眼寫特定的符號取代滑鼠、鍵盤上的按鍵以及說話。目前眼寫符號軌跡的順序和一般書寫的筆畫大同小異，方便使用者記憶，不需花費太多的腦力去記憶這些眼寫符號。

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微波低相位雜訊壓控振盪器之研製

在現在通訊系統中，低相位雜訊的壓控振盪器是不可或缺的元件，尤其在高階的數位調變系統，如正交振幅調變(n-QAM)與相位振幅調變(n-PSK)。因此如何設計一個具有低相位雜訊的壓控振盪器是值得探討。 本論文研究主題在於使用鉮化鎵異質接面雙極性電晶體及互補式金氧半場效電晶體製程，設計實現低相位雜訊壓控振盪器。論文主要可以分為三大部份，首先是介紹振盪器的設計與應用，並同時實現一個Ku頻段的壓控振盪器。接下來是描述π型回授振盪器原理及優點，並實現一個應用於Q頻段的平衡π型回授的壓控振盪器。論文的最後一部份主要在討論四相位振盪器之直接升頻正交調器的原理及應用，並實現15 GHz的四相位振盪器之直接升頻正交調器。 首先我們使用穩懋半導體2-μm鉮化鎵異質接面雙極性電晶體製程製作一個 應用於Ku 頻帶的壓控振盪器，可調頻率範圍從14.6 到16.6 GHz，其相位雜訊在 1-MHz位移時為-112.5 dBc/Hz。另外，在核心電路偏壓電流為12.5 mA及偏壓 為2 V 時，此壓控振盪器可提供最大輸出功率為6.9 dBm。此壓控振盪器擁有低 相位雜訊及寬的可調頻率優點。另外，本論文呈現設計了一個使用平衡π 型回授的Q 頻段壓控振盪器。此 壓控振盪器同樣是使用穩懋半導體2-μm鉮化鎵異質接面雙極性電晶體製程設計 製作。在核心消耗功率為20 mW 下，，其可調的頻率範圍從41.2 到42.1 GHz。在 1-MHz 位移處，量測所得到的相位雜訊為-105.5 dBc/Hz。此電路擁有低相位雜訊 及低功率消耗優點。 最後為一利用台積電0.18-μm互補式金氧半場效電晶體製程製作四相位振盪器之直接升頻正交調器。電路的主要架構是由兩組串聯耦合壓控振盪器及直接 升頻正交調器組成。此架構的優點是可方便計算四相位振盪器的振幅及相位誤 差。此電路具有1 GHz 的可調頻寬和在載波1-MHz 處其相位為-115 dBc/Hz 雜 訊。在偏壓為1.7 V時，核心電路消耗功率為5.1 mW。另外，此電路的振幅和 相位誤差分別為0.5 dBm 及3°。此四相位振盪器之直接升頻正交調器擁有低相 位雜訊及低功率消耗優點外，還具有低的優位指數(FOM)。

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電阻串數位類比轉換器之類比多工器設計

本篇論文為實現多級與單級256-對-1類比多工器，僅採用NMOS傳輸閘作為開關閘，對此類比多工器提出突波分析並且比較突波造成開關位準不精確的原因，發現存在於多級架構多工器的關鍵路徑上，預先充電現象將會使得電路產生很嚴重的突波，所以得到單級256-對-1類比多工器是最佳的設計，同時我們再最佳化解碼器電路設計，使得突波從13.3 VLSB(多級)最後改善到0.5 VLSB(單級)。

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電子聽診系統應用於左右肺部比較之臨床研究

肺部是成對的組織，但在結構上並不是完全的對稱。右肺有三葉、左肺有兩葉，且支氣管在左右肺部的分布也不同。根據肺部和支氣管結構的不同，我們假設左右肺音訊號會有差異性。 本實驗研究共42位，年齡介於18-22歲自願者，無吸煙習慣且經過醫院檢查無任何肺部疾病。每位受測者量測七對位置(前胸三對，側胸一對與後胸三對)。使用電容式麥克風與放大濾波電路擷取肺音訊號；另外使用熱敏電阻偵測吸氣與吐氣的狀態，這些訊號透過MP3 Player儲存。 軟體設計利用Matlab撰寫程式，將訊號做快速傅立葉轉換(FFT)，比較左右肺部在頻譜上的差異性。在分析前胸三對量測點之F50有顯著差異性(p<0.05)，右肺對應的頻率會比左肺高。比較左右肺的總功率，發現在前中胸、前下胸左肺的總功率會大於右肺。根據以上的結果，發現肺音訊號會因結構上的差異產生不一樣的特性。在未來可以繼續分析有疾病的病患，進而輔助醫生診斷疾病。

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以微製程技術製備鋯鈦酸鉛壓電式微重量感測器

本論文使用溶膠凝膠法(sol-gel method)製備不同感測面積之鋯鈦酸鉛(PZT)薄膜，之後再利用旋轉塗佈法(spin-coating method)配合微製程技術製作出PZT壓電感測器。藉著X-Ray繞射實驗、電流密度、鐵電分析及阻抗量測，來分析壓電薄膜特性與品質。於本實驗微製程製備下，感測面積過大的試片，壓電薄膜常有較多的雜質與缺陷導致短路而失去本身特性，而以感測面積範圍從80 × 80 μm2到400 × 400 μm2於目前製程技術下特性較好也較易成功，且其共振頻率位於90 MHz~100 MHz之間。 另一部分為外部電路的建構，採用電晶體所組成之共振電路來驅動，並應用一般FM廣播接收IC，將類比共振頻率訊號轉換成直流電壓，最後使用Labview DAQ介面將系統連結至電腦，進而直接於電腦上觀察並監控感測訊號的變化。初步將水滴滴在感測晶片上可得到5~20 kHz的頻率變化，蛋白質(BSA)重量與頻率下降關係實驗方面，每95 ng之BSA所造成的頻率下降平均值為9.503206 kHz，標準差為0.538882 kHz，靈敏度為62.8 Hz cm2/ng 本實驗藉由微製程的技術使晶片微小化，提升晶片感測的靈敏度，並藉由周邊感測電路系統的整合製作，期望成為可攜式、高靈敏度及穩定的微重量感測系統，提供未來生物分子如蛋白質的重量感測。

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微帶耦合線帶通濾波器與雙工器研製

本論文主要探討使用微帶耦合線實現以四分之一波長共振器為基礎的帶通濾波器原型電路，其電路面積較傳統使用二分之一波長設計者縮小達一半以上。透過適當的耦合線佈線方式，並引入二極體切換電路控制共振器電氣特性，我們設計出具有可切換通帶功能的濾波器，其在截止時，從直流到三倍中心頻處都能有20 dB的隔離度。藉由耦合線的傳輸零點特性，我們進一步設計出能抑制高階旁生通帶的帶通濾波器，30 dB止帶衰減的頻率上限可達四倍中心頻率。再者，利用耦合線帶通濾波器的反射係數相位特性，我們實現比傳統設計電路面積小的雙工器，並藉由引入交叉耦合改善雙工器的選擇度，以滿足現代通訊系統規格要求。 　　在本論文中，針對各式微帶耦合線的不同特性均詳細加以研究，並討論應用於濾波器與雙工器設計的最佳實施方式，而針對各種設計，均有一整套簡潔明僚的設計流程作為設計工具，同時也為未來進一步的改良提供更多的設計彈性。