Джеймс Р. Биард - James R. Biard

Джеймс Р. Биард
Джеймс Р. Биард
	Изобретатель из США инфракрасного светодиода на основе GaAs
Родившийся	20 мая 1931 г. (возраст 89); 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 США. Некоторые из его наиболее значительных патентов включают первую инфракрасную светодиод (ВЕЛ),^[1] то оптический изолятор,^[2] Логические схемы Шоттки,^[3] кремний Металлооксидный полупроводник Только для чтения памяти (MOS ROM),^[4] низкий объемный ток утечки лавинный фотоприемник, и волоконно-оптические каналы передачи данных. Он был в штате Техасский университет A&M в качестве адъюнкт-профессора электротехники с 1980 года.

Ранние годы

Боб вырос и ходил в школу в Париж, Техас. Его отец, Джеймс Кристофер «Джимми» Биард из Биардстауна, работал фермером и продавцом маршрутов Dr. Pepper в местной компании Dr. Pepper. Мать Боба, Мэри Рут Биар (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 белья.

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

Образование

Боб учился в Парижской средней школе с 1944 по 1948 год. После получения степени младшего специалиста Парижский младший колледж в 1951 г. он перешел в Техасский университет A&M в Колледж-Стейшн, Техас где он получил B.S. в области электротехники (июнь 1954 г.), магистр наук кандидат электротехники (январь 1956 г.) и докторскую степень. Магистр 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, Эта Каппа Ну, Тау Бета Пи, Пхи Каппа Пхи, и ассоциированный член Сигма Си. 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 разработал 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, Техас.

Карьера

Уолтер Т. Матцен (вверху) и Джеймс Р. Биард (внизу) демонстрируют на TI в 1958 году дифференциальный усилитель постоянного тока с малым дрейфом.^[5]

Инструменты Техаса

Инженеры Texas Instruments в Далласе, штат Техас (начало 1960-х). Слева направо: Стоят - Чарльз Фиппс, Джо Уивер; Сидящий - Джеймс Р. Биард, Джек Килби, Джеймс Фишер

3 июня 1957 года доктор Биард был нанят вместе со своим бывшим техасским профессором A&M Уолтером Т. «Уолтом» Матценом в качестве инженера для Texas Instruments Inc. в Даллас, Техас. С 1957 по 1959 год в составе отдела исследований и разработок (R&D) подразделения 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 г. Инструменты Техаса принят на работу Джек Килби (изобретатель Интегральная схема ). 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 принадлежал более 60 патентов США, в том числе два патента 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».

GaAs-светодиод Texas Instruments SNX-100, выпущенный в 1962 году, в металлическом корпусе транзистора TO-18.

ИК-светодиод Texas Instruments SNX-110 1963 года с куполообразным диодом из GaAs.

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 для автоматической записи и тестирования.^[7] Он также разработал и позже запатентовал низкочастотный усилитель реактивного сопротивления.^[8] с незаметным «мерцающим» шумом для сейсмических приложений.^[9]

ИК-светодиод на основе GaAs

В 1959 году доктор Биард и Гэри Питтман были назначены работать вместе в Лаборатории исследований и разработок полупроводников (SRDL) над созданием GaAs. варакторные диоды за X-диапазон параметрические усилители для использования в радиолокационных приемниках. В сентябре 1961 года они обнаружили Инфракрасный свет излучение туннельного диода с прямым смещением, который они построили на арсенид галлия Полуизолирующая подложка (GaAs). Используя микроскоп-преобразователь инфракрасного изображения, недавно привезенный из Японии, они обнаружили все варакторные диоды 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 p-n-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 установление приоритета своей работы на основе инженерных ноутбуков, Патентное бюро США определило, что их работа предшествовала подаче заявок от G.E. Лаборатории, RCA Исследовательские лаборатории, IBM Исследовательские лаборатории, Bell Labs, и Lincoln Labs в Массачусетский технологический институт. В результате двум изобретателям был выдан патент США 3293513. ^[10] для GaAs инфракрасный (ИК) светодиод. Большинство других организованных исследований, стремящихся Светодиоды в то время использовались полупроводники II-VI, такие как сульфид кадмия (CdS) и теллурид кадмия (CdTe), а в патенте Биарда и Питтмана использовалось 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 рекламный ролик. ВЕЛ 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.

В IBM Card Verifier был первым коммерческим устройством, использующим инфракрасный порт. Светодиоды. В Светодиоды заменил вольфрамовые лампы, которые контролировали считыватели 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 г., вспоминая о патенте, д-р Биар заявил следующее:

Первые светодиоды, которые мы видели, не были предназначены для светодиодов. Это были варакторные диоды и туннельные диоды, у которых вся поверхность N-типа и поверхность P-типа была покрыта 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 переходе, мог излучаться большей частью верхней поверхности чипа. Гэри создал эти разнесенные омические контакты N-типа путем лужения металлических проводов и сплавления олова на поверхности провода с поверхностью GaAs N-типа. В прямоугольном кристалле из GaAs большая часть света, излучаемого 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. Переход P-N 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 для полного внутреннего отражения. Это привело к значительному 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

Оптоэлектронный мультиплексный переключатель Texas Instruments PEX3002, состоящий из двух кремниевых фототранзисторов, освещаемых одним куполообразным светодиодами из GaAs.

29 ноября 1963 г. доктор Биард, Гэри Питтман, Эдвард Л. Бонин и Джек Килби подала патент под названием «Прерыватель светочувствительного транзистора с использованием светоэмиссионного диода».^[11] В патенте они описали фототранзистор измельчитель, состоящий из ВЕЛ оптически связанный с двойным эмиттером, светочувствительный, кремниевый транзистор. 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 создавался 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 путем модуляции яркости светодиода на очень высокой частоте с использованием высокочастотного переменного напряжения. До их изобретения полные электрическая изоляция переключающего элемента в прерывателе от источника возбуждения для размыкания и замыкания переключающего элемента было невозможно, даже при использовании разделительные 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 сквозных импульсов из-за трансформатор обмотка емкость. 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 задуман и разработан доктором Биардом и Джерри Мерриман, изобретатель первого портативного цифрового калькулятора. SNX1304 состоял из излучателя света на p-n-переходе GaAs, оптически связанного с интегрированной схемой усилителя с обратной связью из кремниевого фотодетектора. Это устройство считается первой коммерческой интегральной схемой с оптической связью.^[12]

MOS ROM

Двоично-десятичный декодер MOS

В 1964 году подразделение TI Opto разработало монолитный светодиодный элемент видимого диапазона, состоящий из массива красных светодиодов 3x5, способных отображать числа от 0 до 9. В устройстве не было средств управления массивом, поэтому доктор Биард и Боб Кроуфорд (из ветви MOS) разработали схему MOS с P-каналом, используя двоично-кодированные десятичные входы для включения соответствующих 15 выходных линий. Схема MOS работала на первом проходе и была реализована в смоделированной кабине пилота. высотомер. TI показала высотомер в кабине на выставке и съезде IEEE в Нью-Йорке. Биард и Кроуфорд подали патент на свое устройство (Патент США US3541543 ) 25 июля 1966 г., названный «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 энергонезависимая память используется для хранения фиксированных программ в цифровом оборудовании, таком как калькуляторы и микропроцессор 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 оперативной памятью 256K и 64K, что является нарушением многочисленных патентов TI, включая патент США 3 541 543. По запросу Texas Instruments д-р Биард дал показания в ITC в Вашингтоне, округ Колумбия; однако судья установил, что фирмы не нарушали патентные права TI.

Логические схемы с зажимом Шоттки

Схема Транзистор с зажимом Шоттки

В 1964 году доктор Биар разработал линейный трансимпедансные усилители (TIA) для работы с кремнием фотодиоды 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 HP Диод Шоттки через переход коллектор-база ввода транзистор. 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 Биар подал патент на Транзистор шоттки (Патент США US3463975 ), он же транзистор с зажимом Шоттки, который состоял из транзистора и внутреннего диода с барьером Шоттки металл-полупроводник.^[13] Патент был подан на основе Schottky Clamped DTL монолитные интегральные логические схемы с использованием алюминиево-кремниевых диодов 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 снижая инжекцию неосновных носителей до незначительной величины. В Диод Шоттки мог 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 Биара был зарегистрирован до Транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ) схемы были изобретены, но они были написаны достаточно широко, чтобы охватить ТТЛ ИС с зажимом Шоттки, использующие диоды Шоттки из силицида платины, которые были намного более предсказуемыми и технологичными, чем алюминиевые диоды Шоттки, которые он первоначально использовал. Его патент в конечном итоге улучшил скорость переключения схем с насыщенной логикой, таких как Schottky-TTL, при невысокой стоимости. В 1985 г. за этот патент доктор Биард получил премию Патрика Э. Хаггерти за инновации.

Лавинные фотодиоды

В 1960-е годы, когда продолжалась разработка Интегральная схема родственные технологии, лавинные фотодиоды были поражены относительно высокой массой ток утечки, который был усилен лавинным усилением. В ток утечки в результате дыр и электроны термически генерируется в устройстве. Этот ток утечки ограничил фотодиод использование, если охлаждающее устройство не использовалось совместно. 15 февраля 1968 г. д-р Биар подал заявку на патент под названием «Лавинный фотодиод с низким током утечки» (Патент США US3534231 ),^[14] который представил дизайн лавинный фотодиод уменьшить массу токи утечки без охлаждения. Конструкция состояла из трех полупроводник слои, расположенные один на другом, с барьерный слой ниже светочувствительный соединение в виде обратный смещенный второй перекресток. Первые два слоя составляли светочувствительный переход, а третий слой составлял высокоэффективный допированный полупроводник задняя область присутствует на расстоянии от светочувствительного перехода меньше, чем распространение длина термически генерируемых носителей.

Спектроника

Д-р Биар - вице-президент отдела исследований и разработок в области спектроскопии (1976 г.).

В мае 1969 года доктор Биард ушел. Инструменты Техаса присоединиться 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 оптические соединители используется в шина данных разработан для бортовых авионика системы. Вместе с Дж. Э. Шонфилдом и Р. С. Спиром он совместно 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 с P-N переходом. В 1978 году он работал над интегральными схемами, состоящими из драйвера светодиода и приемника на штыревых диодах, используемых для цифровых волоконно-оптическая связь.^[17]

Honeywell

Боб играет на губной гармошке на рождественской вечеринке техасского отдела электротехники A&M в 2002 году.

Джерри Мерриман (изобретатель первого цифрового портативного калькулятора) и д-р Бьяр на собрании TI Vets.

В 1978 году Spectronics была приобретена Honeywell. С 1978 по 1987 год д-р Биар работал главным научным сотрудником Honeywell Подразделение оптоэлектроники в Ричардсон, 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 на Honeywell Совет по технологиям (HTB), который занимался разработкой и передачей технологий в Honeywell организационная структура. В обязанности доктора Биара входило: оптоэлектронный составные части (светодиоды и фотоприемники ), оптоволокно компоненты, модули передатчика и приемника, кремний эффект Холла датчики и датчики давления.

В 1987 году д-р Биар стал главным научным сотрудником Honeywell Отделение микропереключателей. 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 во взаимодействии между подразделением MICRO SWITCH, Honeywell Корпоративная научно-исследовательская лаборатория и университеты.

Finisar

В 2006 г. Honeywell продал VCSEL группа в Finisar Corporation, которая наняла д-ра Биара на половину рабочего дня в качестве старшего научного консультанта отдела передовых оптических компонентов в г. Аллен, Техас. Во время работы на Finisar, Доктор Биард получил в общей сложности 28 инженерных патентов, касающихся конструкции 850 нм. VCSEL и фотодиоды используется для высокоскоростных оптоволокно передача данных.

7 июня 2014 г. доктор Биард принял участие в семинаре Shining Mindz под названием «Знакомьтесь, лагерь изобретателей (LED)».^[19] что позволило 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 г. Техасский университет A&M Инженерный колледж опубликовал статью под названием «Профессор ECE ведет к Нобелевской премии», в которой рассказывается об изобретении д-ром Бьяром инфракрасного светодиода на основе GaAs и обсуждается его карьера в области оптоэлектроника.^[20]

Отставка

В июле 2015 года доктор Биар официально вышел на пенсию, проработав 58 лет 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 гармоника игрок. Он выступал в Даллас места для банкетов, школ, церквей, больниц, домов престарелых и залов для выступлений. Его исполнения классических песен выполнены с использованием нескольких гармоник и музыкальная пила.^[23]

Патенты Biard

Патент США 3037172 Мультивибратор с модуляцией рабочего цикла, Выпущено: 29 мая 1962 г.
Патент США 3046487 Дифференциальный транзисторный усилительВыпущено: 24 июля 1962 г.
Патент США 3061799 Мультивибратор с частотной модуляцией и постоянным рабочим циклом, Выпущено: 30 октября 1962 г.
Г. Б. Патент 1,017,095 Усилитель электрического реактивного сопротивления, Выпущено: 31 декабря 1962 г.
Патент США 3076152 Стабилизированный мультивибратор с модуляцией рабочего цикла, Выпущено: 29 января 1963 г.
Патент Франции 1,423,624 P-N переходы как тихие окончания, Выпущено: 29 ноября 1965 г.
Патент США 3235802 Программируемое устройство для автоматического и последовательного выполнения множества тестов транзистора, Выпущено: 15 февраля 1966 г.
Патент США 3 242 394 Резистор переменного напряжения, Выпущено: 22 марта 1966 г.
Патент DE 1,214,792 Устройства для измерения электрических свойств полупроводников, Выпущено: 21 апреля 1966 г.
Патент США 3293513 Полупроводниковый излучающий диод, Выпущено: 20 декабря 1966 г.
Патент США 3304430 Электрооптическое устройство высокой частоты на светочувствительных и фотоэмиссионных диодах, Выпущено: 14 февраля 1967 г.
Патент США 3304431 Фоточувствительный транзисторный прерыватель с использованием светоэмиссионного диода, Выпущено: 14 февраля 1967 г.
Патент США 3315176 Изолированный дифференциальный усилительВыпущено: 18 апреля 1967 г.
Патент США 3316421 Усилитель низкочастотного реактивного сопротивления с повышающим преобразованием и усилением отрицательного сопротивления с регулировкой усиленияВыпущено: 25 апреля 1967 г.
Патент США 3,321,631 Электрооптический переключательВыпущено: 23 мая 1967 г.
Патент США 3341787 Лазерная система с накачкой полупроводниковым излучающим диодом, Выпущено: 12 сентября 1967 г.
Патент США 3 359 483 Регулятор высокого напряжения, Выпущено: 19 декабря 1967 г.
Патент DE 1,264,513 Электрический прерыватель, состоящий из фоточувствительных транзисторов и светоэмиссионного диода, Выпущено: 28 марта 1968 г.
Патент США 3413480 Электрооптическое устройство переключения транзисторов, Выпущено: 26 ноября 1968 г.
Патент США 3436548 Комбинированный излучатель света с P-N переходом и фотоэлемент с электростатическим экранированием, Выпущено: 1 апреля 1969 г.
Патент США 3445793 Линия передачи полосы высокой частоты, Выпущено: 20 мая 1969 г.
Г. Б. Патент 1,154,892 Полупроводниковые приборы, Выпущено: 11 июня 1969 г.
Патент США 3,456,167 Полупроводниковое устройство оптического излучения, Выпущено: 15 июля 1969 г.
Патент США 3,463,975 Унитарное полупроводниковое высокоскоростное коммутационное устройство с барьерным диодом, Выпущено: 26 августа 1969 г.
Патент США 3495170 Метод косвенного измерения удельного сопротивления и концентрации примесей в полупроводниковом теле, включая эпитаксиальную пленку, Выпущено: 10 февраля 1970 г.
Патент США 3510674 Усилитель с низким реактивным сопротивлением, Выпущено: 5 мая 1970 г.
Патент США 3,534,231 Лавинный фотодиод с низким объемным током утечки, Выпущено: 13 октября 1970 г.
Патент США 3534280 Опто термический усилитель звука, Выпущено: 13 октября 1970 г.
Патент США 3541543 Двоичный декодер, Выпущено: 17 ноября 1970 г.
Патент США 3821775 Краевая эмиссия Структура излучателя света GaAsВыпущено: 28 июня 1974 г.
Патент США 3838439 Фототранзистор с заглубленной базойВыпущено: 24 сентября 1974 г.
Патент США 4400 054 Пассивный оптический ответвитель, Выпущено: 22 января 1982 г.
Патент США 4371847 Канал передачи данных, Выпущено: 1 февраля 1983 г.
Патент США 4529947 Аппарат для входного каскада усилителяВыпущено: 16 июля 1985 г.
Патент США 4545076 Канал передачи данных, Выпущено: 1 октября 1985 г.
Патент США 4661726 Использование полевого транзистора в режиме обеднения, работающего в области триода, и полевого транзистора в режиме истощения, работающего в области насыщения, Выпущено: 28 апреля 1987 г.
Патент США 5,148,303 Волоконно-оптический датчик линии задержки, Выпущено: 15 сентября 1992 г.
Патент США 5,572,058 Устройство на эффекте Холла, сформированное в эпитаксиальном слое кремния для измерения магнитных полей, параллельных эпитаксиальному слою, Выпущено: 5 ноября 1996 г.
Патент США 5,589,935 Датчик мутности с возможностью регулирования интенсивности источника света, Выпущено: 31 декабря 1996 г.
Патент США 5764674 Ограничение тока для лазера с вертикальным резонатором, излучающего поверхность, Выпущено: 9 июня 1998 г.
Патент США 5,893,722 Изготовление лазера с вертикальным резонатором, излучающим на поверхности, с удержанием тока, Выпущено: 13 апреля 1999 г.
Патент США 6,558,973 Метаморфический длинноволновый высокоскоростной фотодиод, Выпущено: 6 мая 2003 г.
Патент США 6816526 Имплантат Gain Guide в оксидном вертикальном резонаторе, излучающий лазер на поверхности, Выпущено: 9 ноября 2004 г.
Патент США 6,949,473 Методы выявления и удаления мертвой зоны, вызванной оксидом, в структуре полупроводникового прибора, Выпущено: 27 сентября 2005 г.
Патент США 6,990,135 Распределенный брэгговский отражатель для оптоэлектронного прибора, Выпущено: 24 января 2006 г.
Патент США 7,009,224 Метаморфический длинноволновый высокоскоростной фотодиод, Выпущено: 7 марта 2006 г.
Патент США 7015557 Элемент холла с сегментированной полевой пластиной, Выпущено: 21 марта 2006 г.
Патент США 7031363 Обработка длинноволновых устройств VCSEL, Выпущено: 18 апреля 2006 г.
Патент США 7061945 Фазовый фильтр с преобразованием режима VCSEL с улучшенными характеристиками, Выпущено: 13 июня 2006 г.
Патент США 7065124 VCSEL, сконструированные с помощью сродства к электрону, Выпущено: 20 июня 2006 г.
Патент США 7095771 Имплантат поврежден оксидной изоляционной областью в вертикальной поверхности полости, излучающей лазер, Выпущено: 22 августа 2006 г.
Патент США 7,184,455 Зеркала для уменьшения эффекта спонтанного излучения в фотодиодах, Выпущено: 27 февраля 2007 г.
Патент США 7,190,184 Системы приработки пластин электронных устройств, Выпущено: 13 марта 2007 г.
Патент США 7,205,622 Вертикальное устройство на эффекте Холла, Выпущено: 17 апреля 2007 г.
Патент США 7,229,754 Обнаружение инициируемого фагом ионного каскада (септический), Выпущено: 12 июня 2007 г.
Патент США 7,251,264 Распределенный брэгговский отражатель для оптоэлектронного устройства, Выпущено: 31 июля 2007 г.
Патент США 7 277 463 Интегрированное светоизлучающее устройство и фотодиод с омическим контактом, Выпущено: 2 октября 2007 г.
Патент США 7,324,575 Линза с отражающей поверхностью, Выпущено: 29 января 2008 г.
Патент США 7,346,090 Лазер, излучающий на поверхности вертикального резонатора, включая канавку и изоляцию протонного имплантата, Выпущено: 19 марта 2008 г.
Патент США 7,366,217 Оптимизация отражательной способности зеркала для уменьшения спонтанного излучения в фотодиодах, Выпущено: 29 апреля 2008 г.
Патент США 7,403,553 Поглощающие слои для уменьшения эффектов спонтанного излучения во встроенном фотодиоде, Выпущено: 22 июля 2008 г.
Патент США 7,418,021 Оптические апертуры для уменьшения спонтанного излучения в фотодиодах, Выпущено: 26 августа 2008 г.
Патент США 7,662,650 Обеспечение фотонного контроля над полупроводниковыми приборами на пластинах, Выпущено: 16 февраля 2010 г.
Патент США 7700379 Способы проведения приработки электронных устройств на уровне пластин, Выпущено: 20 апреля 2010 г.
Патент США 7,709,358 Интегрированное светоизлучающее устройство и фотодиод с омическим контактом, Выпущено: 4 мая 2010 г.
Патент США 7,746,911 Оптимизация геометрии для снижения спонтанного излучения фотодиодов, Выпущено: 29 июня 2010 г.
Патент США 7,801,199 Лазер с вертикальным резонатором, излучающий поверхность с фотодиодом, с уменьшенным спонтанным излучением, Выпущено: 21 сентября 2010 г.
Патент США 7,826,506 Излучающий лазер с вертикальной поверхностью резонатора с несколькими контактами на верхней стороне, Выпущено: 2 ноября 2010 г.
Патент США 7,860,137 Излучающий лазер с вертикальной поверхностью резонатора с нелегированным верхним зеркалом, Выпущено: 28 декабря 2010 г.
Патент США 7920612 Светоизлучающий полупроводниковый прибор, имеющий барьер электрического ограничения вблизи активной области, Выпущено: 5 апреля 2011 г.
Патент США 8031752 VCSEL оптимизирован для высокоскоростной передачи данных, Выпущено: 4 октября 2011 г.
Патент США 8039277 Обеспечение текущего контроля над полупроводниковыми устройствами на пластинах с использованием шаблонов наложения, Выпущено: 18 октября 2011 г.
Патент США 8,129,253 Обеспечение текущего контроля над полупроводниковыми приборами на пластинах с использованием траншей, Выпущено: 6 марта 2012 г.
Патент США 8,168,456 Излучающий лазер с вертикальной поверхностью резонатора с нелегированным верхним зеркалом, Выпущено: 1 мая 2012 г.
Патент США 8,193,019 Излучающий лазер с вертикальной поверхностью резонатора с несколькими контактами на верхней стороне, Выпущено: 5 июня 2012 г.
Патент США 8,637,233 Устройство и метод для идентификации микробов и подсчета микробов и определения чувствительности к антимикробным препаратам, Выпущено: 28 января 2014 г.
Патент США 9,124,069 Излучающий лазер с вертикальной поверхностью резонатора с нелегированным верхним зеркалом, Выпущено: 1 сентября 2015 г.
Патент США 9318639 Лавинный фотодиод на основе арсенида галлия, Выпущено: 19 апреля 2016 г.

Публикации

За время своей технической карьеры доктор 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:

В. Т. Мацен и Дж. Р. Биард, «Дифференциальный усилитель, отличающийся стабильностью постоянного тока», Электроника журнал, Vol. 32, № 3, с. 60–62; 16 января 1959 г.
Дж. Р. Биард и В. Т. Мацен, "Рассмотрение дрейфа в схемах низкоуровневых транзисторов с прямой связью", 1959 г. I.R.E. Отчет о Национальном съезде (Часть 3), стр. 27–33; Март 1959 г.
Дж. Р. Биард, "Низкочастотный усилитель с реактивным сопротивлением", Международная конференция IEEE по твердотельным схемам, 1960, Vol. 3. С. 88–89; Февраль 1960 г.
Е. Л. Бонин и Дж. Р. Биард, "Сопротивление серии туннельных диодов", Труды IRE, Vol. 49, № 11, стр. 1679; Ноябрь 1961 г.
Э. Л. Бонин и Дж. Р. Биард, "Измерение сопротивления туннельных диодов", Solid-State Design, Vol. 3, № 7, стр. 36–42; Июль 1962 г.
J. R. Biard и S. B. Watelski, "Оценка германиевых эпитаксиальных пленок", Журнал Электрохимического общества, Vol. 109. С. 705–709; Август 1962 г.
Дж. Р. Биард, Э. Л. Бонин, В. Н. Карр и Г. Э. Питтман, "GaAs-источник инфракрасного излучения", 1962 г., Международная конференция по электронным устройствам, Вашингтон, округ Колумбия, т. 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. Э. Питтман, "Источник инфракрасного излучения GaAs для оптоэлектронных приложений", Международная конференция по твердотельным схемам IEEE 1963 г., том 6, стр. 108 - 109; Февраль 1963 г.
J. R. Biard, E. L. Bonin, W. N. Carr и G. E. Pittman, "GaAs Infrared Source", IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. 10, № 2, с. 109–110; Март 1963 г.
Дж. Р. Биард, "GaAs P-N переходные лазеры", 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.
В. Н. Карр и Дж. Р. Биард, «Обычное появление артефактов или« призрачных »пиков в спектрах электролюминесценции при инжекции полупроводников», Journal of Applied Physics, Vol. 35, № 9, с. 2776–2777; Сентябрь 1964 г.
В. Н. Карр и Дж. Р. Биард, "Спектр оптической генерации для механизма термической инжекции электронов в GaAs-диодах", Журнал прикладной физики, 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. on Electron Devices, Solid-State Devices Research Conf., Vol. ED-11, No. 11, pp. 537; Nov. 1964.
J. R. Biard, E. L. Bonin, W. T. Matzen, and J. D. Merryman, "Optoelectronics as Applied to Functional Electronic Blocks", Proceedings of the IEEE, Volume: 52, No: 12, pp. 1529–1536; Dec. 1964.
J. R. Biard, "Degradation of Quantum Efficiency in GaAs Light Emitters", Solid-State Device Research Conference, Princeton, New Jersey; June 21–23, 1965.
J. R. Biard and E. L. Bonin, "What's new in semiconductor emitters and sensors", Электроника журнал, Vol. 38, No. 23, pp. 98–104; Nov. 1965.
J. R. Biard, J. F. Leezer, and G. E. Pittman, "Degradation of Quantum Efficiency in GaAs Light Emitters", GaAs: 1966 Symposium Proceedings, (Reading England), Institute of Physics and Physical Society, pp. 113–117; Sept. 1966.
J. R. Biard and W. N. Shaunfield, "A High Frequency Silicon Avalanche Photodiode", 1966 International Electron Devices Meeting, Vol. 12, pp. 30; Oct. 1966.
D. T. Wingo, J. R. Biard, and H. Fledel, "Gallium Arsenide Terrain Illuminator", IRIS Proc., Vol. 11, No. 1, pp. 91–96; Oct. 1966.
J. R. Biard and W. N. Shaunfield, "A Model of the Avalanche Photodiode", IEEE Trans. on Electron Devices, Vol. ED-14, No. 5, pp. 233–238; Май 1967 г.
J. R. Biard and K. L. Ashley, "Optical Microprobe Response of GaAs Diodes", IEEE Trans. on Electron Devices, Vol. ED-14, No. 8, pp. 429–432; Aug. 1967.
W. N. Shaunfield, J. R. Biard, and D. W. Boone, "A Germanium Avalanche Photodetector for 1.06 Microns", International Electron Devices Meeting, Washington, D.C.; Oct. 1967.
J. R. Biard and H. Strack, "GaAs Light Era On The Way", Электроника журнал, Vol. 40, No. 23, pp. 127–129; Nov. 13, 1967.
J. R. Biard, "Optoelectronic Aspects of Avionic Systems", Final Technical Report AFAL-TR-73-164, Air Force Contract No. F33615-72-C-1565, AD0910760; Апрель 1973 г.
J. R. Biard and L. L. Stewart, "Optoelectronic Data Bus", IEEE Electromagnetic Compatibility Symposium Rec., IEEE 74CH0803-7 EMC; Oct. 1973.
J. R. Biard and L. L. Stewart, "Optoelectronic Data Transmission", IEEE Electromagnetic Compatibility Symposium Rec., pp. 1–11; July 1974.
J. R. Biard, "Optoelectronic Aspects of Avionic Systems II", Final Technical Report AFAL-TR-75-45, Air Force Contract No. F33615-73-C-1272, ADB008070; Май 1975 г.
J. R. Biard and J. E. Shaunfield, "Optical Couplers", Interim Technical Report AFAL-TR-74-314, Air Force Contract No. F33615-74-C-1001; Май 1975 г.
J. R. Biard, "Status of Optoelectronics", Electro-Optical Systems Design magazine, Laser Institute of America, pp. 16–17; Jan. 1976.
J. R. Biard, "Optoelectronic Devices Packaged for Fiber Optics Application", Volume 1, Final Report No. TR-2072, Air Force Contract No. N00163-73-C-05444, ADA025905; Апрель 1976 г.
J. R. Biard and J. E. Shaunfield, "A MIL-STD-1553 Fiber Optic Data Bus", Proc. AFSC Multiplex Data Bus Conference, Dayton, OH, pp. 177–235; Nov. 1976.
J. R. Biard and J. E. Shaunfield, "Wideband Fiber Optic Data Links", Final Technical Report AFAL-TR-77-55, Air Force Contract No. F33615-74-C-1160, ADB023925; Oct. 1977.
J. R. Biard, "Short distance fiber optics data transmission", IEEE International Symposium on Circuits and Systems Proceedings, pp. 167–171; 1977 г.
J. R. Biard, "Integrated Circuits for Digital Optical Data Transmission", Proceedings of the Government Microcircuit Applications Conference (GOMAC), Monterey, CA, Vol. 7; Nov. 1978.
J. R. Biard, B. R. Elmer, and J. J. Geddes, "LED Driver and Pin Diode Receiver ICs for Digital Fiber Optic Communications", Proceedings of SPIE, Vol. 150, Laser and Fiber Optic Communications, pp. 169–174; Dec. 1978.
R. M. Kolbas, J. Abrokwah, J. K. Carney, D. H. Bradshaw, B. R. Elmer, and J. R. Biard, "Planar monolithic integration of a photodiode and a GaAs preamplifier", Applied Physics Letters, Volume 43, No. 9, pp. 821–823; Dec. 1983.
B. Hawkins and J. R. Biard, "Low-Voltage Silicon Avalanche Photodiodes for Fiber Optic Data Transmission", IEEE Trans. on Components, Hybrids, and Manufacturing Technology; Vol. 7, No. 4, pp. 434–437; Dec. 1984.
Peczalski, A., G. Lee, M. Plagens, J. R. Biard, H. Somal, W. Betten, and B. Gilbert, "12 x 12 Multiplier Implementation on 6k Gate Array", Proceedings of the Government Microcircuit Applications Conference (GOMAC), San Diego, CA, Vol. 11, pp. 517; Nov. 1986.
R. H. Johnson, B. W. Johnson, and J. R. Biard, "Unified Physical DC and AC MESFET Model for Circuit Simulation and Device Modeling", IEEE Electron Devices Transactions; Sept. 1987.
A. Peczalski, G. Lee, J. R. Biard, et al., "A 6 K GaAs gate array with fully functional LSI personalization", Honeywell Syst. & Res. Center, Page(s): 581 - 590; Апрель 1988 г.
P. Bjork, J. Lenz, B. Emo, and J. R. Biard, "Optically Powered Sensors For EMI Immune Aviation Sensing Systems", Proceedings of SPIE, Vol. 1173, Fiber Optic Systems for Mobile Platforms III, pp. 175–186; Сентябрь 1989 г.
A. Ramaswamy, J. P. van der Ziel, J. R. Biard, R. Johnson, and J. A. Tatum, "Electrical Characteristics of Proton-Implanted Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers", IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. 34, No. 11, pp. 2233–2240; Nov. 1998.
J. K. Guenter, J. A. Tatum, A. Clark, R. S. Penner, J. R. Biard, et al., "Commercialization of Honeywell's VCSEL Technology: Further Developments", Proceedings of SPIE, Vol. 4286, Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers V, pp. 1–14; Май 2001 г.
B. M. Hawkins, R. A. Hawthorne III, J. K. Guenter, J. A. Tatum, and J. R. Biard, "Reliability of Various Size Oxide Aperture VCSELs", 2002 Proceedings: 52nd IEEE Electronic Components and Technology Conference, pp. 540–550; Май 2002 г.
J. A. Tatum, M. K. Hibbs-Brenner, J. R. Biard, et al., "Beyond 850 nm: Progress at Other Wavelengths and Implications from the Standard", Proceedings of SPIE, Vol. 4649, Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers VI, pp. 1–10; Июнь 2002 г.
C. S. Shin, R. Nevels, F. Strieter, and J. R. Biard, “An Electronically Controlled Transmission Line Phase Shifter”, Microwave and Optical Technology Letters, Vol. 40, No. 5, pp. 402–406; Март 2004 г.
J. R. Biard and L. B. Kish, “Enhancing the Sensitivity of the SEPTIC Bacterium Detection Method by Concentrating the Phage-infected Bacteria Via DC Electrical Current”, Fluctuation and Noise Letters, Vol. 5, No. 2, pp. L153-L158; Июнь 2005 г.
H. Chuang, J. R. Biard, J. Guenter, R. Johnson, G. A. Evans, and J. K. Butler, "A Simple Iterative Model for Oxide-Confined VCSELs", 2007 International Conference on Numerical Simulation of Optoelectronic Devices, pp. 53–54; Sept. 2007
H. Chuang, J. R. Biard, J. Guenter, R. Johnson, G. A. Evans, and J. K. Butler, "An Iterative Model for the Steady-State Current Distribution in Oxide-Confined VCSELs", IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. 43, No. 11, pp. 1028–1040; Nov. 2007.
Gazula, D., J. K. Guenter, R. H. Johnson, G. D. Landry, A. N. MacInnes, G. Park, J. K. Wade, J. R. Biard, and J. A. Tatum, "Emerging VCSEL technologies at Finisar", Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers XIV, Vol. 7615, p. 761506. International Society for Optics and Photonics; Feb. 2010.
T. M. Okon and J. R. Biard, "The First Practical LED", The Edison Tech Center; Nov. 9, 2015.

Награды и отличия

In 1969, Dr. Biard was elected as a Life Fellow of IEEE cited for "outstanding contributions in the field of optoelectronics".

In 1985, he received TI's Патрик Э. Хаггерти Innovation Award for his contribution to the design and development of Schottky Logic.

In 1986, he was recognized as a Distinguished Alumnus of Техасский университет A&M.

In 1989, he received the Honeywell Lund Award.

In 1991, he was elected to membership in the Национальная инженерная академия.

In May 2013, he was awarded the degree of Doctor of Science, honoris causa, из Южный методистский университет.^[24]

In September 2013, he received the "Distinguished Graduate Award" from Paris High School in Париж, Техас.^[25]