James R. "Bob" Biard (nacido el 20 de mayo de 1931) es un ingeniero eléctrico e inventor estadounidense que posee 73 patentes estadounidenses . Algunas de sus patentes más importantes incluyen el primer diodo emisor de luz infrarroja (LED), [1] el aislador óptico , [2] circuitos lógicos con abrazaderas Schottky, [3] memoria de solo lectura de semiconductores de óxido metálico de silicio (ROM MOS), [4 ] un fotodetector de avalancha de corriente de fuga de bajo volumen y enlaces de datos de fibra óptica. Ha formado parte del personal de la Universidad de Texas A&M como profesor adjunto de ingeniería eléctrica desde 1980.
James R. Biard | |
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Nació | |
Nacionalidad | americano |
alma mater | Universidad de Texas A&M ; BS 1954, MS 1956, Doctorado 1957 |
Carrera científica | |
Campos | Ingenieria Eléctrica |
Biard fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ingeniería en 1991 por sus contribuciones a los láseres y diodos emisores de luz semiconductores, la lógica con abrazadera Schotky y las memorias de solo lectura.
Vida temprana
Bob creció y asistió a la escuela en Paris, TX . Su padre, James Christopher "Jimmy" Biard de Biardstown, trabajaba como agricultor y vendedor de ruta Dr. Pepper para la empresa local Dr. Pepper. La madre de Bob, Mary Ruth Biard (de soltera Bills), trabajaba como vendedora minorista en Collegiate Shop en el centro de París. También cantó en cuartetos en bodas y funerales. Cuando Bob era un niño, su pediatra le recomendó una dieta de puré de plátanos demasiado maduros, manzanas guisadas y requesón seco casero como remedio para los problemas digestivos. Como vendedor de Dr. Pepper, Jimmy conocía a todos los dueños de las tiendas de comestibles locales y le guardarían los plátanos demasiado maduros para Bob. Mary hacía el requesón colocando leche sin pasteurizar en una toalla de taza y colgándola en un tendedero al aire libre.
Jimmy finalmente se convirtió en gerente de la compañía local 7-Up y terminó comprándola al antiguo propietario. También vendió autos usados, trabajó como maestro plomero en Camp Maxey (un campamento militar al norte de París) durante y después de la Segunda Guerra Mundial, y realizó trabajos de plomería para hogares y negocios en el área de París. Mientras estaba en la escuela secundaria, Bob trabajó para su padre y un bombero fuera de servicio, que también era plomero, durante el verano como asistente de plomero. Más tarde en la vida, Jimmy se convirtió en el ayudante del sheriff en el condado de Lamar, TX .
Educación
Bob asistió a la escuela secundaria de París de 1944 a 1948. Después de recibir un título de asociado de Paris Junior College en 1951, se trasladó a la Universidad Texas A&M en College Station, TX, donde recibió una licenciatura en ingeniería eléctrica (junio de 1954), una maestría en ingeniería eléctrica (enero de 1956) y un doctorado. D. en Ingeniería Eléctrica (mayo de 1957). Entre las becas que recibió se encuentran el Premio Dow-Corning en 1953-54, y las becas Westinghouse y Texas Power & Light a lo largo de su trabajo de posgrado. También fue miembro de IRE, Eta Kappa Nu , Tau Beta Pi , Phi Kappa Phi y miembro asociado de Sigma Xi . De 1956 a 1957, trabajó a tiempo parcial como instructor de cursos de licenciatura en Ingeniería Eléctrica. También trabajó a tiempo parcial como Ingeniero de Investigación de Asistencia para la Estación Experimental de Ingeniería de Texas a cargo de la operación y mantenimiento de EESEAC, la computadora analógica de la Estación. Durante la escuela de posgrado, también diseñó varios amplificadores de CC de tubo de vacío. Su tesis de doctorado se tituló "Investigación adicional de la multiplicación electrónica de voltajes mediante el uso de logaritmos". Mientras estudiaba en Texas A&M, conoció a su esposa Amelia Ruth Clark. Se casaron el 23 de mayo de 1952 y luego se mudaron a Richardson, TX .
Carrera profesional
Instrumentos Texas
El 3 de junio de 1957, el Dr. Biard fue contratado, junto con su ex profesor de Texas A&M, Walter T. "Walt" Matzen, como ingeniero para Texas Instruments Inc. en Dallas, TX . De 1957 a 1959, como parte del Departamento de Investigación y Desarrollo (I + D) de la División de Componentes Semiconductores (SC), el Dr. Biard trabajó con Walt para desarrollar y patentar uno de los primeros circuitos amplificadores de CC de baja deriva que utiliza transistores. [6]
En el verano de 1958, Texas Instruments contrató a Jack Kilby (el inventor del circuito integrado ). Según el Dr. Biard, durante el cierre anual de verano de dos semanas de TI, "En ese momento éramos nuevos, así que teníamos que trabajar mientras los demás estaban de vacaciones. A menudo venía y hablaba con nosotros". Kilby poseía más de 60 patentes estadounidenses, incluidas dos con el Dr. Biard. Biard declaró más tarde: "Tuve el placer de ser el co-inventor de dos de sus 60 patentes. Fue un honor tener mi nombre con el suyo".
En 1959-60, el Dr. Biard colaboró con otros ingenieros de Texas Instruments en el diseño, construcción y patente de una de las primeras instalaciones de prueba de transistores completamente automática conocida como SMART, el Mecanismo Secuencial para Grabación y Prueba Automática. [7] También desarrolló, y luego patentó, un amplificador de reactancia de baja frecuencia [8] con ruido de "parpadeo" indetectable para aplicaciones sísmicas. [9]
El diodo emisor de luz IR GaAs
En 1959, el Dr. Biard y Gary Pittman fueron asignados a trabajar juntos en el Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Semiconductores (SRDL) en la creación de diodos varactores de GaAs para amplificadores paramétricos de banda X para su uso en receptores de radar. En septiembre de 1961, descubrieron la emisión de luz infrarroja de un diodo túnel polarizado hacia adelante que habían construido sobre un sustrato semiaislante de arseniuro de galio (GaAs). Usando un microscopio convertidor de imágenes infrarrojas traído recientemente de Japón, descubrieron todos los diodos varactores y diodos túnel de GaAs que habían fabricado en ese momento emitían luz infrarroja. En octubre de 1961, demostraron una emisión de luz eficiente y un acoplamiento de señales entre un emisor de luz de unión pn de GaAs y un fotodetector semiconductor aislado eléctricamente.
El 8 de agosto de 1962, Biard y Pittman presentaron una patente que describe un LED de unión pn difuso de zinc con contactos de cátodo espaciados para permitir una emisión eficiente de luz infrarroja bajo polarización directa. Después de cuatro años de establecer la prioridad de su trabajo basado en cuadernos de ingeniería, la oficina de patentes de EE. UU. Determinó que su trabajo era anterior a las presentaciones de GE Labs, RCA Research Labs, IBM Research Labs, Bell Labs y Lincoln Labs en MIT . Como resultado, los dos inventores obtuvieron la patente estadounidense 3.293.513 [10] para el diodo emisor de luz infrarroja (IR) de GaAs . La mayoría de las otras investigaciones organizadas que buscaban LED en ese momento usaban semiconductores II-VI como sulfuro de cadmio (CdS) y telururo de cadmio (CdTe), mientras que la patente de Biard y Pittman usaba arseniuro de galio (GaAs), un semiconductor III / V. Después de presentar la patente, TI inició de inmediato un proyecto para fabricar diodos infrarrojos. El 26 de octubre de 1962, TI anunció el primer producto LED comercial , el SNX-100. Se vendió a un precio de 130 dólares la unidad. El SNX-100 empleó un cristal de GaAs puro para emitir una salida de luz de 900 nm. Usó oro-zinc para el contacto tipo P y aleación de estaño para el contacto tipo N. TI le dio a Biard y Pittman $ 1.00 cada uno por su patente.
El IBM tarjeta Verificador fue el primer dispositivo comercial de usar infrarrojos LED . Los LED reemplazaron a las bombillas de tungsteno que controlaban los lectores de tarjetas perforados . La luz infrarroja fue enviada a través de los orificios o bloqueada por la tarjeta, lo que no solo redujo significativamente el tamaño y la potencia requeridos, sino que también mejoró la confiabilidad. En noviembre de 1978, Tom M. Hyltin, ex director de ingeniería de Texas Instruments, publicó un libro titulado "The Digital Electronic Watch", en el que citaba el descubrimiento de 1961 del Dr. Biard y Gary Pittman como fundamentalmente importante para la creación de la tecnología digital. reloj de pulsera.
En agosto de 2013, durante una recolección de la patente, el Dr. Biard declaró lo siguiente:
Los primeros diodos que vimos emitiendo luz no estaban diseñados para ser LED. Eran diodos varactores y diodos de túnel, que tenían toda la superficie tipo N y la superficie tipo P cubierta con contacto óhmico para lograr una baja resistencia en serie. En ese momento, los diodos varactores tenían una geometría de mesa grabada y la luz IR salía alrededor del borde de la mesa. En los diodos del túnel, la luz se podía ver en los bordes del chip. No emitían mucha luz, pero fue suficiente para que pudiéramos ver con el microscopio convertidor de imágenes IR. Eso nos llevó a crear una estructura en la que la superficie tipo N del chip tenía contactos espaciados, por lo que la luz emitida en la unión podría emitirse desde la mayor parte de la superficie superior del chip. Gary hizo esos contactos óhmicos espaciados tipo N al estañar alambres de metal y alear el estaño en la superficie del alambre a la superficie de GaAs tipo N. Con un chip rectangular de GaAs, la mayor parte de la luz emitida en la unión se reflejaba en la superficie de salida. El índice de refracción de GaAs es 3.6 y el aire tiene un índice de 1.0. Esto significa que ~ 97% de la luz emitida en la unión se refleja totalmente internamente en la superficie de salida. La eficiencia cuántica más alta que se puede esperar de un chip LED rectangular es ~ 2%, incluso con un revestimiento antirreflectante en la superficie de salida óptica. Este problema de reflexión interna total nos llevó a idear el LED de cúpula hemisférica. En este diodo, el sustrato de GaAs de tipo N se forma en un hemisferio y la superficie hemisférica se cubre con un revestimiento antirreflectante (preferiblemente nitruro de silicio) para minimizar el reflejo de la superficie frontal. La unión LED PN está en el centro de la cara plana del hemisferio. La región central de tipo P está cubierta con el contacto óhmico del ánodo. El contacto óhmico del cátodo era una forma de rosquilla que cubría la mayor parte del resto de la superficie plana tipo N del hemisferio. Al hacer que el diámetro del hemisferio sea 3.6 veces mayor que el diámetro de la capa tipo P, toda la luz en la superficie de salida del hemisferio estaba dentro del ángulo crítico para la reflexión interna total. Esto resultó en un gran aumento en la eficiencia cuántica porque hasta el 50% de la luz emitida en la unión podría escapar del chip en la superficie de salida hemisférica. La otra mitad de la luz se dirigió hacia el contacto óhmico de tipo P y fue absorbida por los GaAs. La absorción en los GaAs de tipo N más gruesos entre la unión y la superficie de salida resultó en una mejora menor en la eficiencia cuántica de lo que esperábamos, sin embargo, los LED de cúpula fueron mucho más eficientes.
El aislador óptico
El 29 de noviembre de 1963, el Dr. Biard, Gary Pittman, Edward L. Bonin y Jack Kilby presentaron una patente titulada "Interruptor de transistores fotosensibles con diodo emisor de luz". [11] Dentro de la patente, describieron un interruptor de fototransistor que consiste en un LED acoplado ópticamente con un transistor de silicio fotosensible de doble emisor . La disposición proporcionó una función de conmutación en la que el interruptor estaba completamente aislado eléctricamente del LED que lo impulsaba. El transistor operó en respuesta a la luz emitida por el LED cuando se generó una polarización de corriente directa a través de la unión del diodo. Cuando la luz emitida golpeó la superficie del transistor, fue absorbida en las regiones de las uniones emisor-base y base-colector, lo que provocó que el transistor condujera. Este transistor fotoconductor podría encenderse y apagarse rápidamente modulando la intensidad del LED a una frecuencia muy alta utilizando voltaje alterno de alta frecuencia. Antes de su invención, no era posible el aislamiento eléctrico completo del elemento de conmutación en un interruptor de la fuente de activación para abrir y cerrar el elemento de conmutación, incluso mediante el uso de transformadores de aislamiento . El uso de transformadores de aislamiento, que eran voluminosos y costosos, en circuitos miniaturizados para separar la fuente de impulsión y el elemento del interruptor resultó en una captación magnética y una alimentación de picos debido a la capacitancia del devanado del transformador . Los aisladores ópticos eran ideales porque son muy pequeños y se pueden montar en una placa de circuito. Además, ofrecen protección contra voltajes excesivamente altos, reducen los niveles de ruido y hacen que las mediciones sean más precisas. En marzo de 1964, TI anunció dispositivos picadores comerciales basados en sus designaciones de rodamientos de patente PEX3002 y PEX3003.
En marzo de 1965, TI anunció el amplificador de pulso optoelectrónico SNX1304, que fue concebido y desarrollado por el Dr. Biard y Jerry Merryman , el inventor de la primera calculadora digital portátil. El SNX1304 constaba de un emisor de luz de unión pn de GaAs acoplado ópticamente a un circuito amplificador de retroalimentación de fotodetector de silicio integrado. Se cree que el dispositivo es el primer circuito integrado comercial acoplado ópticamente. [12]
Circuitos lógicos sujetos a Schottky
En 1964, el Dr. Biard diseñó amplificadores de transimpedancia lineal (TIA) para trabajar con fotodiodos de silicio para recibir señales ópticas generadas por LED. Cuando la corriente de señal del fotodiodo de silicio era demasiado grande, la etapa de entrada del amplificador se saturaría y provocaría retrasos indeseables cuando se eliminó la señal óptica. El Dr. Biard resolvió este problema conectando un diodo HP Schottky de silicio a través de la unión colector-base del transistor de entrada . Dado que el diodo Schottky tenía una caída directa más baja que la unión PN del transistor, el transistor no se saturó y se eliminó el tiempo de retardo no deseado. El ingeniero de la siguiente oficina del laboratorio de SRD estaba desarrollando circuitos integrados de lógica de transistores de diodos ( DTL ) y también tenía problemas de saturación. El Dr. Biard decidió usar lo que aprendió con los amplificadores del receptor óptico y aplicarlo a los circuitos lógicos bipolares.
El 31 de diciembre de 1964, el Dr. Biard presentó una patente para el transistor Schottky (patente estadounidense US3463975 ), también conocido como transistor con abrazadera Schottky, que constaba de un transistor y un diodo de barrera Schottky de semiconductor metálico interno. [13] La patente se presentó sobre la base de circuitos lógicos integrados monolíticos DTL con sujeción Schottky que utilizan diodos Schottky de aluminio y silicio en las uniones colector-base de los transistores y en la entrada para ajustar los niveles lógicos. El diodo evitó que el transistor se sature minimizando la polarización directa en la unión del transistor colector-base, reduciendo así la inyección de portadora minoritaria a una cantidad insignificante. El diodo Schottky se podía integrar en el mismo dado, tenía un diseño compacto, no tenía almacenamiento de carga de portadora minoritaria y era más rápido que un diodo de unión convencional. La patente del Dr. Biard se presentó antes de que se inventaran los circuitos lógicos de transistor-transistor (TTL), sin embargo, se escribió lo suficientemente amplio como para cubrir los circuitos integrados TTL con abrazaderas Schottky que utilizan diodos Schottky de silicio de platino, que eran mucho más predecibles y fabricables que los diodos Schottky de aluminio. que usó originalmente. Su patente finalmente mejoró la velocidad de conmutación de diseños lógicos saturados, como el Schottky-TTL, a bajo costo. En 1985, el Dr. Biard recibió el Premio a la Innovación Patrick E. Haggerty por esta patente.
La ROM MOS
A mediados de 1965, el Dr. Biard fue puesto a cargo de la rama Optoelectrónica de TI y la rama MOS, ambas en SRDL. Ese año, la sucursal de Opto desarrolló un dispositivo que consta de una matriz monolítica de 3x5 LED rojos GaP capaces de mostrar los números del 0 al 9; sin embargo, el dispositivo carecía de un medio para impulsar la matriz. En septiembre de 1965, el Dr. Biard y Bob Crawford (de la rama MOS) diseñaron un circuito MOS de canal P utilizando entradas decimales codificadas en binario para encender los 15 elementos de salida LED apropiados. El circuito MOS funcionó en la primera pasada. El 21 de marzo de 1966 en una feria y convención de IEEE en Nueva York, TI instaló un stand para mostrar el dispositivo como el último dígito de un altímetro de cabina simulado para un Boeing 707 .
El 25 de julio de 1966, Biard y Crawford presentaron una patente para su dispositivo (Patente de Estados Unidos US3541543 ) denominado "Decodificador binario". Esta fue la primera vez que se creó una memoria de solo lectura utilizando transistores MOS. A fines de la década de 1970, los dispositivos ROM MOS se habían convertido en el ejemplo más común de memoria no volátil utilizada para proporcionar el almacenamiento de programas fijos en equipos digitales como calculadoras y sistemas de microprocesadores .
En 1986, TI presentó una queja ante la Comisión de Comercio Internacional (ITC) acusando a 19 empresas diferentes de violar las leyes arancelarias de EE. UU. Al importar dispositivos RAM dinámicos de 256K y 64K, lo que infringió numerosas patentes de TI, incluida la patente de EE. UU. 3.541.543. En septiembre de 1986, por solicitud de Texas Instruments, el Dr. Biard testificó ante la ITC en Washington DC; sin embargo, el juez determinó que las empresas no violaron los derechos de patente de TI.
Fotodiodos de avalancha
En la década de 1960, durante el desarrollo continuo de las tecnologías relacionadas con los circuitos integrados , los fotodiodos de avalancha se vieron afectados por una corriente de fuga de volumen relativamente alta , que fue amplificada por la ganancia de avalancha. La corriente de fuga resultó de los agujeros y los electrones generados térmicamente en el dispositivo. Esta corriente de fuga restringió el uso del fotodiodo , a menos que se usara conjuntamente un aparato de enfriamiento. El 15 de febrero de 1968, el Dr. Biard presentó una patente titulada "Fotodiodo de avalancha de corriente de fuga de bajo volumen" (Patente de EE. UU. US3534231 ), [14] que presentaba el diseño de un fotodiodo de avalancha para reducir las corrientes de fuga de volumen sin tener que enfriarse. El diseño consistió en tres capas semiconductoras , ubicadas una sobre la otra, con una capa de barrera debajo de la unión fotosensible en forma de una segunda unión polarizada inversamente . Las dos primeras capas constituían la unión fotosensible y la tercera capa constituía una región posterior de semiconductor altamente dopada presente a una distancia de la unión fotosensible menor que una longitud de difusión de los portadores generados térmicamente.
Espectrónica
En mayo de 1969, el Dr. Biard dejó Texas Instruments para unirse a Spectronics, Inc., cuando se fundó la compañía, como vicepresidente de investigación. Mientras estuvo en Spectronics, el Dr. Biard trabajó en el diseño de muchos de sus productos estándar, incluidos fotodiodos de silicio, fototransistores, dispositivos fotodarlington y diodos emisores de luz GaAs. En 1973, diseñó y patentó un LED de emisión de borde cilíndrico para un acoplamiento eficiente a haces de fibra óptica. [15] En 1974, trabajó en el desarrollo de acopladores ópticos utilizados en un bus de datos desarrollado para sistemas de aviónica de a bordo . Con JE Shaunfield y RS Speer, co-inventó un acoplador en estrella pasivo para su uso en buses de datos de paquetes de fibra óptica. [16] Durante este tiempo, también diseñó y estableció el laboratorio de estándares ópticos de Spectronics, Inc. y la mayoría de los equipos de prueba especiales para la calibración y evaluación de componentes, como un microscopio de escaneo puntual, un trazador de patrones de radiación y quemaduras a temperatura constante. en racks para LED. También contribuyó al desarrollo de equipos de prueba de detectores de infrarrojos y al diseño del equipo de prueba de infrarrojos de longitud de onda larga de Spectronics, Inc. También dirigió actividades de I + D sobre el fototransistor InAs y los cátodos fríos PN Junction. En 1978, trabajó en circuitos integrados que consistían en un controlador LED y un receptor de diodo pin utilizado para comunicaciones digitales de fibra óptica . [17]
Honeywell
En 1978, Honeywell adquirió Spectronics . De 1978 a 1987, el Dr. Biard trabajó como científico jefe de la División de Optoelectrónica de Honeywell en Richardson, TX . El Dr. Biard inició su centro de diseño de sensores y circuitos integrados de MICROSWITCH y se desempeñó como miembro del equipo de planificación de sensores del grupo de componentes. También fue el representante del Grupo de Componentes en la Junta de Tecnología de Honeywell (HTB), que se ocupaba del desarrollo y la transferencia de tecnología en toda la estructura corporativa de Honeywell . Las responsabilidades de desarrollo de productos del Dr. Biard incluían componentes optoelectrónicos ( diodos emisores de luz y fotodetectores ), componentes de fibra óptica , módulos transmisores y receptores, sensores de efecto Hall de silicio y sensores de presión .
En 1987, el Dr. Biard se convirtió en científico jefe de la división MICRO SWITCH de Honeywell . Luego se jubiló en diciembre de 1998 solo para ser contratado nuevamente como consultor. [18] Como consultor, se convirtió en parte de un equipo que desarrollaba láseres emisores de superficie de cavidad vertical ( VCSEL ). También participó en la interfaz entre la división MICRO SWITCH, el Laboratorio corporativo de I + D de Honeywell y las universidades.
Finisar
En 2006, Honeywell vendió el grupo VCSEL a Finisar Corporation, que contrató al Dr. Biard a medio tiempo como consultor científico senior para la División de Componentes Ópticos Avanzados en Allen, TX . Mientras trabajaba para Finisar , el Dr. Biard obtuvo un total de 28 patentes de ingeniería relacionadas con el diseño de VCSEL de 850 nm y fotodiodos utilizados para la transmisión de datos de fibra óptica de alta velocidad .
El 7 de junio de 2014, el Dr. Biard participó en un taller de Shining Mindz titulado "Meet The Inventor Camp (LED)", [19] que permitió a los niños construir circuitos que utilizan tecnología LED para la comunicación óptica y la medición. Los niños también podrían tomarse fotos con el Dr. Biard y obtener su autógrafo. El 15 de octubre de 2014, la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Texas A&M publicó un artículo titulado "El profesor de ECE conduce al Premio Nobel", que se centró en la invención del Dr. Biard del LED infrarrojo GaAs y discutió su carrera en el campo de la optoelectrónica . [20]
Jubilación
En julio de 2015, el Dr. Biard se retiró oficialmente después de trabajar 58 años en la industria de los semiconductores. En noviembre de 2015, el Edison Tech Center compartió un artículo en coautoría del Dr. Biard sobre el desarrollo del LED en Texas Instruments en la década de 1960. [21] En marzo de 2016, la revista Electronic Design entrevistó al Dr. Biard sobre sus muchos logros profesionales. [22]
Bob también es un ávido intérprete de armónica . Ha actuado en el área de Dallas en banquetes, escuelas, iglesias, hospitales, casas de retiro y salones de espectáculos. Sus interpretaciones de canciones clásicas se realizan con varias armónicas y una sierra musical . [23]
Patentes de biard
- Patente de EE. UU. 3.037.172 Multivibrador con ciclo de trabajo modulado , emitida: 29 de mayo de 1962
- Patente de EE. UU. 3,046,487 Amplificador de transistor diferencial , expedido: 24 de julio de 1962
- Patente de EE. UU. 3,061,799 Multivibrador de frecuencia modulada con un ciclo de trabajo constante , emitida: 30 de octubre de 1962
- GB Patente 1.017.095 Amplificador de reactancia eléctrica, expedida : 31 de diciembre de 1962
- Patente de EE.UU. 3.076.152 Multivibrador modulado de ciclo de trabajo estabilizado , Emitida: 29 de enero de 1963
- Patente FR 1.423.624 Uniones PN como terminaciones silenciosas , emitida: 29 de noviembre de 1965
- Patente de EE.UU. 3.235.802 Aparato programable para realizar de forma automática y secuencial una pluralidad de pruebas en un transistor , emitida: 15 de febrero de 1966
- Patente de EE. UU. 3,242,394 Resistencia variable de voltaje , emitida: 22 de marzo de 1966
- Patente DE 1.214.792 Disposiciones para medir propiedades eléctricas de semiconductores , emitida: 21 de abril de 1966
- Patente de EE. UU. 3,293,513 Diodo radiante semiconductor , emitida: 20 de diciembre de 1966
- Patente de EE. UU. 3.304.430 Dispositivo electroóptico de alta frecuencia que utiliza diodos fotosensibles y fotoemisivos , expedida: 14 de febrero de 1967
- Patente de EE. UU. 3,304,431 Chopper de transistor fotosensible que usa diodo emisor de luz , emitido: 14 de febrero de 1967
- Patente de EE. UU. 3.315.176 Amplificador diferencial aislado , expedido: 18 de abril de 1967
- Patente de EE. UU. 3.316.421 Amplificador de reactancia de baja frecuencia que incluye amplificación de resistencia negativa y conversión ascendente con control de ganancia , emitida: 25 de abril de 1967
- Patente de EE. UU. 3.321.631 Dispositivo de conmutación electroóptica , emitida: 23 de mayo de 1967
- Patente de EE. UU. 3.341.787 Sistema láser con bombeo por diodo radiante semiconductor , emitido: 12 de septiembre de 1967
- Patente de EE. UU. 3.359.483 Regulador de alto voltaje , emitida: 19 de diciembre de 1967
- Patente DE 1.264.513 Chopper eléctrico que comprende transistores fotosensibles y diodo emisor de luz , expedido: 28 de marzo de 1968
- Patente de EE. UU. 3.413.480 Dispositivo de conmutación de transistor electroóptico , expedido: 26 de noviembre de 1968
- Patente de EE.UU. 3.436.548 Combinación de emisor de luz de unión PN y fotocélula con blindaje electrostático , emitida: 1 de abril de 1969
- Patente de EE. UU. 3,445,793 Línea de transmisión de banda de alta frecuencia , emitida: 20 de mayo de 1969
- GB Patente 1,154,892 Dispositivos semiconductores , emitida: 11 de junio de 1969
- Patente de EE. UU. 3.456.167 Dispositivo de radiación óptica semiconductor , emitido: 15 de julio de 1969
- Patente de EE. UU. 3.463.975 Dispositivo de conmutación de alta velocidad semiconductor unitario que utiliza un diodo de barrera , emitido: 26 de agosto de 1969
- Patente de EE.UU. 3.495.170 Método para la medición indirecta de resistividades y concentraciones de impurezas en un cuerpo semiconductor que incluye una película epitaxial , emitida: 10 de febrero de 1970
- Patente de EE. UU. 3,510,674 Amplificador de reactancia de bajo ruido , emitido: 5 de mayo de 1970
- Patente de EE. UU. 3,534,231 Fotodiodo de avalancha de corriente de fuga de volumen bajo , emitida: 13 de octubre de 1970
- Patente de EE. UU. 3,534,280 Amplificador de audio opto térmico , emitido: 13 de octubre de 1970
- Patente de EE. UU. 3,541,543 Decodificador binario , emitida: 17 de noviembre de 1970
- Patente de EE. UU. 3.821.775 Estructura de emisor de luz de GaAs de emisión de borde , emitida: 28 de junio de 1974
- Patente de EE.UU. 3.838.439 Fototransistor con base enterrada , Emitida: 24 de septiembre de 1974
- Patente de EE.UU. 4.400.054 Acoplador óptico pasivo, expedida : 22 de enero de 1982
- Patente de EE. UU. 4.371.847 Enlace de transmisión de datos, expedida : 1 de febrero de 1983
- Patente de Estados Unidos 4.529.947 Aparato para etapa de amplificador de entrada , emitida: 16 de julio de 1985
- Patente de EE. UU. 4.545.076 Enlace de transmisión de datos , emitida: 1 de octubre de 1985
- Patente de Estados Unidos 4.661.726 que utiliza un FET en modo de agotamiento que opera en la región de triodo y un FET en modo de agotamiento que opera en la región de saturación , expedido: 28 de abril de 1987
- Patente de EE. UU. 5,148,303 Sensor de fibra óptica de línea de retardo , emitida: 15 de septiembre de 1992
- Patente de Estados Unidos 5.572.058 Dispositivo de efecto Hall formado en una capa epitaxial de silicio para detectar campos magnéticos paralelos a la capa epitaxial , emitida: 5 de noviembre de 1996
- Patente de EE. UU. 5,589,935 Sensor de turbidez con la capacidad de regular la intensidad de una fuente de luz , emitida: 31 de diciembre de 1996
- Patente de EE. UU. 5,764,674 Confinamiento actual para una superficie de cavidad vertical que emite láser , emitida: 9 de junio de 1998
- Patente de EE. UU. 5,893,722 Fabricación de láser emisor de superficie de cavidad vertical con confinamiento de corriente , emitido: 13 de abril de 1999
- Patente de Estados Unidos 6.558.973 Fotodiodo metamórfico de alta velocidad de longitud de onda larga , emitida: 6 de mayo de 2003
- Patente de EE. UU. 6,816,526 Implante de guía de ganancia en la superficie de la cavidad vertical de óxido que emite láser , emitida: 9 de noviembre de 2004
- Patente de EE. UU. 6,949,473 Métodos para identificar y eliminar una zona muerta inducida por óxido en una estructura de dispositivo semiconductor , emitida: 27 de septiembre de 2005
- Patente de EE. UU. 6,990,135 Reflector Bragg distribuido para dispositivo optoelectrónico , emitido: 24 de enero de 2006
- Patente de EE. UU. 7,009,224 Fotodiodo metamórfico de alta velocidad de longitud de onda larga , emitido: 7 de marzo de 2006
- Patente de EE. UU. 7.015.557 Elemento Hall con placa de campo segmentada , emitida: 21 de marzo de 2006
- Patente de EE. UU. 7.031.363 Procesamiento de dispositivo VCSEL de longitud de onda larga , emitida: 18 de abril de 2006
- Patente de EE. UU. 7.061.945 Filtro de fase de transformación de modo VCSEL con rendimiento mejorado , emitida: 13 de junio de 2006
- Patente de EE. UU. 7.065.124 VCSEL diseñados por afinidad electrónica , emitida: 20 de junio de 2006
- Patente de Estados Unidos 7.095.771 Implante dañado región aislante de óxido en la superficie de la cavidad vertical que emite láser , emitida: 22 de agosto de 2006
- Patente de EE. UU. 7,184,455 Espejos para reducir los efectos de las emisiones espontáneas en fotodiodos , emitida: 27 de febrero de 2007
- Patente de EE. UU. 7,190,184 Sistemas para quemado a nivel de oblea de dispositivos electrónicos , emitida: 13 de marzo de 2007
- Patente de EE. UU. 7,205,622 Dispositivo de efecto hall vertical , emitido: 17 de abril de 2007
- Patente de EE. UU. 7,229,754 Sensor de cascada de iones activada por fagos (séptico) , emitida: 12 de junio de 2007
- Patente de EE. UU. 7,251,264 Reflector Bragg distribuido para dispositivo optoelectrónico , emitido: 31 de julio de 2007
- Patente de EE. UU. 7,277,463 Dispositivo emisor de luz integrado y fotodiodo con contacto óhmico , emitido: 2 de octubre de 2007
- Patente de EE. UU. 7,324,575 Lente con superficie reflectante , emitida: 29 de enero de 2008
- Patente de EE. UU. 7,346,090 Láser emisor de superficie de cavidad vertical que incluye aislamiento de implantes de protones y zanjas , emitido: 19 de marzo de 2008
- Patente de EE. UU. 7,366,217 Optimización de la reflectividad del espejo para reducir las emisiones espontáneas en fotodiodos , emitida: 29 de abril de 2008
- Patente de EE. UU. 7,403,553 Capas absorbentes para reducir los efectos de emisión espontánea en un fotodiodo integrado , emitida: 22 de julio de 2008
- Patente de EE. UU. 7,418,021 Aberturas ópticas para reducir las emisiones espontáneas en fotodiodos , emitida: 26 de agosto de 2008
- Patente de EE. UU. 7,662,650 que proporciona control fotónico sobre dispositivos semiconductores transportados por obleas , emitida: 16 de febrero de 2010
- Patente de EE. UU. 7,700,379 Métodos para realizar quemaduras a nivel de oblea de dispositivos electrónicos , emitida: 20 de abril de 2010
- Patente de EE. UU. 7,709,358 Dispositivo emisor de luz integrado y fotodiodo con contacto óhmico , emitido: 4 de mayo de 2010
- Patente de EE . UU . 7,746,911 Optimizaciones geométricas para reducir las emisiones espontáneas en fotodiodos , emitida: 29 de junio de 2010
- Patente de EE. UU. 7.801.199 Láser emisor de superficie de cavidad vertical con fotodiodo que reduce las emisiones espontáneas , Emitido: 21 de septiembre de 2010
- Patente de EE. UU. 7,826,506 Láser emisor de superficie de cavidad vertical con múltiples contactos en la parte superior , emitido: 2 de noviembre de 2010
- Patente de EE. UU. 7,860,137 Láser de emisión de superficie de cavidad vertical con espejo superior sin dopar , emitido: 28 de diciembre de 2010
- Patente de EE. UU. 7,920,612 Dispositivo semiconductor emisor de luz que tiene una barrera de confinamiento eléctrico cerca de la región activa , emitida: 5 de abril de 2011
- Patente de EE. UU. 8.031.752 VCSEL optimizada para datos de alta velocidad , emitida: 4 de octubre de 2011
- Patente de EE. UU. 8.039.277 que proporciona control actual sobre dispositivos semiconductores transportados por obleas que utilizan patrones de superposición , emitida: 18 de octubre de 2011
- Patente de EE. UU. 8.129.253 que proporciona control actual sobre dispositivos semiconductores transportados por obleas que utilizan trincheras , emitida: 6 de marzo de 2012
- Patente de EE. UU. 8,168,456 Láser de emisión de superficie de cavidad vertical con espejo superior sin dopar , emitido: 1 de mayo de 2012
- Patente de EE. UU. 8,193,019 Láser emisor de superficie de cavidad vertical con múltiples contactos en la parte superior , emitido: 5 de junio de 2012
- Patente de EE. UU. 8,637,233 Dispositivo y método para identificar microbios y contar microbios y determinar la sensibilidad a los antimicrobianos , emitida: 28 de enero de 2014
- Patente de EE. UU. 9.124.069 Láser emisor de superficie de cavidad vertical con espejo superior sin dopar , emitido: 1 de septiembre de 2015
- Patente de EE. UU. 9,318,639 Fotodiodo de avalancha de arseniuro de galio , emitida: 19 de abril de 2016
Publicaciones
En el curso de su carrera técnica, el Dr. Biard ha publicado más de dos docenas de artículos técnicos y ha realizado aproximadamente el mismo número de presentaciones inéditas en las principales conferencias técnicas. También desarrolló un seminario de una semana sobre Transmisión de Datos por Fibra Óptica que ha presentado en cinco ocasiones. Sus trabajos incluyen:
- WT Matzen y JR Biard, "Amplificador diferencial con estabilidad de CC", Revista de electrónica , vol. 32, núm. 3, págs. 60–62; 16 de enero de 1959.
- JR Biard y WT Matzen, "Consideraciones de deriva en circuitos de transistores de acoplamiento directo de bajo nivel", Registro de la Convención Nacional IRE de 1959 (Parte 3), págs. 27–33; Marzo de 1959.
- JR Biard, "Amplificador de reactancia de baja frecuencia", Conferencia internacional de circuitos de estado sólido IEEE 1960, vol. 3, págs. 88–89; Febrero de 1960.
- EL Bonin y JR Biard, "Resistencia en serie de diodos de túnel", Actas de la IRE, vol. 49, núm. 11, págs. 1679; Noviembre de 1961.
- EL Bonin y JR Biard, "Medición de resistencia en serie de diodos de túnel", Diseño de estado sólido, vol. 3, núm. 7, págs. 36–42; Julio de 1962.
- JR Biard y SB Watelski, "Evaluación de películas epitaxiales de germanio", Revista de la Sociedad Electroquímica, vol. 109, págs. 705–709; Agosto de 1962.
- JR Biard, EL Bonin, WN Carr y GE Pittman, "Fuente infrarroja de GaAs", Reunión internacional de dispositivos electrónicos de 1962, Washington, DC, vol. 8, págs. 96; Octubre de 1962.
- JR Biard, "Amplificador de reactancia de baja frecuencia", Actas del IEEE, vol. 51, núm. 2, págs. 298-303; Febrero de 1963.
- JR Biard, EL Bonin, WN Carr y GE Pittman, "Fuente infrarroja de GaAs para aplicaciones optoelectrónicas", Conferencia internacional de circuitos de estado sólido IEEE de 1963, volumen 6, págs. 108 - 109; Febrero de 1963.
- JR Biard, EL Bonin, WN Carr y GE Pittman, "Fuente infrarroja de GaAs", IEEE Transactions on Electron Devices, vol. 10, núm. 2, págs. 109-110; Marzo de 1963.
- JR Biard, "Láseres de unión PN GaAs", Seminario de electrónica de estado sólido, Universidad de Stanford; 7 de mayo de 1963.
- JR Biard y WN Carr, "Efectos de la temperatura y modificación en láseres de inyección de GaAs", Conferencia de investigación de dispositivos, Universidad Estatal de Michigan; Junio de 1963.
- JR Biard y WN Carr, "Características de los láseres de inyección", Reunión AIME de Boston; 26 de agosto de 1963.
- JR Biard, WN Carr y BS Reed, "Análisis de un láser de GaAs", Transacciones de la Sociedad Metalúrgica de AIME, vol. 230, págs. 286-290; Marzo de 1964.
- JR Biard, "Bloques electrónicos funcionales optoelectrónicos", Informe provisional de ingeniería nº 04-64-20, Texas Instruments Inc., Dallas, TX; 27 de marzo de 1964.
- WN Carr y JR Biard, "Ocurrencia común de artefactos o picos 'fantasma' en espectros de electroluminiscencia de inyección de semiconductores", Journal of Applied Physics, vol. 35, núm. 9, págs. 2776–2777; Septiembre de 1964.
- WN Carr y JR Biard, "Espectro de generación óptica para el mecanismo de inyección térmica de electrones en diodos GaAs", Journal of Applied Physics, vol. 35, núm. 9, págs. 2777–2779; Septiembre de 1964.
- JR Biard, JF Leezer y BS Reed, "Características de los diodos de anillo de protección GaAs", IEEE Trans. on Electron Devices, Solid-State Devices Research Conf., vol. ED-11, núm. 11, págs. 537; Noviembre de 1964.
- JR Biard, EL Bonin, WT Matzen y JD Merryman, "Optoelectrónica aplicada a bloques electrónicos funcionales", Actas del IEEE, Volumen: 52, No: 12, págs. 1529-1536; Diciembre de 1964.
- JR Biard, "Degradación de la eficiencia cuántica en emisores de luz de GaAs", Conferencia de investigación de dispositivos de estado sólido, Princeton, Nueva Jersey; 21-23 de junio de 1965.
- JR Biard y EL Bonin, "Novedades en emisores y sensores de semiconductores", Revista de electrónica , vol. 38, núm. 23, págs. 98-104; Noviembre de 1965.
- JR Biard, JF Leezer y GE Pittman, "Degradación de la eficiencia cuántica en los emisores de luz de GaAs", GaAs: Actas del simposio de 1966, (Reading England), Instituto de Física y Sociedad Física, págs. 113-117; Septiembre de 1966.
- JR Biard y WN Shaunfield, "Un fotodiodo de avalancha de silicio de alta frecuencia", Reunión internacional de dispositivos electrónicos de 1966, vol. 12, págs. 30; Octubre de 1966.
- DT Wingo, JR Biard y H. Fledel, "Iluminador de terreno de arseniuro de galio", IRIS Proc., Vol. 11, núm. 1, págs. 91–96; Octubre de 1966.
- JR Biard y WN Shaunfield, "Un modelo del fotodiodo de avalancha", IEEE Trans. sobre dispositivos electrónicos, vol. ED-14, núm. 5, págs. 233-238; Mayo de 1967.
- JR Biard y KL Ashley, "Respuesta de microsonda óptica de diodos GaAs", IEEE Trans. sobre dispositivos electrónicos, vol. ED-14, núm. 8, págs. 429–432; Agosto de 1967.
- WN Shaunfield, JR Biard y DW Boone, "Un fotodetector de avalancha de germanio para 1,06 micrones", Reunión internacional de dispositivos electrónicos, Washington, DC; Octubre de 1967.
- JR Biard y H. Strack, "GaAs Light Era On The Way", Revista Electrónica , vol. 40, núm. 23, págs. 127-129; 13 de noviembre de 1967.
- JR Biard, "Aspectos optoelectrónicos de los sistemas de aviónica", Informe técnico final AFAL-TR-73-164, Contrato de la Fuerza Aérea No. F33615-72-C-1565, AD0910760; Abril de 1973.
- JR Biard y LL Stewart, "Bus de datos optoelectrónicos", Simposio de compatibilidad electromagnética de IEEE Rec., IEEE 74CH0803-7 EMC; Octubre de 1973.
- JR Biard y LL Stewart, "Transmisión de datos optoelectrónicos", Rec. Simposio sobre compatibilidad electromagnética de IEEE, págs. 1-11; Julio de 1974.
- JR Biard, "Aspectos optoelectrónicos de los sistemas aviónicos II", Informe técnico final AFAL-TR-75-45, Contrato de la Fuerza Aérea No. F33615-73-C-1272, ADB008070; Mayo de 1975.
- JR Biard y JE Shaunfield, "Acopladores ópticos", Informe técnico interino AFAL-TR-74-314, Contrato de la Fuerza Aérea No. F33615-74-C-1001; Mayo de 1975.
- JR Biard, "Status of Optoelectronics", revista Electro-Optical Systems Design , Laser Institute of America, págs. 16-17; Enero de 1976.
- JR Biard, "Dispositivos optoelectrónicos empaquetados para aplicaciones de fibra óptica", Volumen 1, Informe final No. TR-2072, Contrato de la Fuerza Aérea No. N00163-73-C-05444, ADA025905; Abril de 1976.
- JR Biard y JE Shaunfield, "Un bus de datos de fibra óptica MIL-STD-1553", Proc. Conferencia AFSC Multiplex Data Bus, Dayton, OH, págs. 177–235; Noviembre de 1976.
- JR Biard y JE Shaunfield, "Enlaces de datos de fibra óptica de banda ancha", Informe técnico final AFAL-TR-77-55, Contrato de la Fuerza Aérea No. F33615-74-C-1160, ADB023925; Octubre de 1977.
- JR Biard, "Transmisión de datos de fibra óptica a corta distancia", Simposio internacional de IEEE sobre procedimientos de circuitos y sistemas, págs. 167-171; 1977.
- JR Biard, "Circuitos integrados para transmisión de datos ópticos digitales", Actas de la Conferencia de aplicaciones de microcircuitos gubernamentales (GOMAC), Monterey, CA, vol. 7; Noviembre de 1978.
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- Gazula, D., JK Guenter, RH Johnson, GD Landry, AN MacInnes, G. Park, JK Wade, JR Biard y JA Tatum, "Tecnologías emergentes VCSEL en Finisar", Láseres emisores de superficie de cavidad vertical XIV, vol. 7615, pág. 761506. Sociedad Internacional de Óptica y Fotónica; Febrero de 2010.
- TM Okon y JR Biard, "El primer LED práctico", Edison Tech Center; 9 de noviembre de 2015.
Premios y honores
En 1969, el Dr. Biard fue elegido miembro vitalicio de IEEE citado por "contribuciones sobresalientes en el campo de la optoelectrónica".
En 1985, recibió el premio a la innovación Patrick E. Haggerty de TI por su contribución al diseño y desarrollo de Schottky Logic.
En 1986, fue reconocido como alumno distinguido de la Universidad Texas A&M .
En 1989, recibió el premio Honeywell Lund.
En 1991, fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ingeniería .
En mayo de 2013, recibió el título de Doctor en Ciencias, honoris causa , de la Universidad Metodista del Sur . [24]
En septiembre de 2013, recibió el "Premio de Graduado Distinguido" de Paris High School en Paris, TX . [25]
Referencias
- ^ Presentación del Dr. Biard "La invención del LED" en la Universidad de Texas en Dallas (UTD) en 2002
https://www.youtube.com/watch?v=lEIe7tkjVqQ - ^ Patente estadounidense 3304431, Biard, James R., "Chopper de transistor fotosensible con diodo emisor de luz", presentada: 29 de noviembre de 1963, expedida: 14 de febrero de 1967.
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http://www.freepatentsonline.com/ 3463975.pdf - ^ Patente estadounidense 3541543, Biard, James R. y RH Crawford, "Decodificador binario MOS", presentada: 25 de julio de 1966, expedida: 17 de noviembre de 1970.
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- ^ Patente estadounidense 3046487, James R. Biard y Walter T. Matzen, "Amplificador de transistor diferencial", presentada: 21 de marzo de 1958, expedida: 24 de julio de 1962.
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https://www.youtube.com/watch?v=0ZUwExnDM1U - ^ "Meet The Inventor Camp (LED)" organizado por el club Satkriti
http://www.shiningmindz.com/MEET%20THE%20INVENTOR%20CAMP-LED.pdf Archivado el 21 de febrero de 2015 en Wayback Machine - ^ "El profesor de ECE abre camino al Premio Nobel" . Facultad de Ingeniería de Texas A&M. 15 de octubre de 2014.
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- ^ "Preguntas y respuestas: James R. Biard, inventor de LED infrarrojos de GaAs" . Diseño Electrónico. 17 de marzo de 2016.
- ^ Programa de armónica de Bob Biard - 31 de mayo de 1995
https://www.youtube.com/watch?v=cHEqQn9kueM - ^ "El Dr. James R. Biard recibe el título de Doctor en Ciencias, honoris causa" . Escuela de Ingeniería SMU Lyle. 17 de mayo de 2013.
- ^ "PHS incluye a Biard, Neely, Robinson en el muro de honor de los 'graduados distinguidos'" . eParisExtra.com. 23 de septiembre de 2013. Archivado desde el original el 21 de mayo de 2015 . Consultado el 19 de mayo de 2015 .