用数学建模解决生活中的优化问题——以高考数学应用题为例

在数学教学中,主要目标之一是利用所学习的数学知识解决生活中的实际问题。在信息化时代中,数学建模成为解决现实生活中问题的重要方法以及学生数学学习的重点.当前,为了强调对高中学生数学应用能力的培养,将数学建模引入到高中数学教学中,从而教会学生灵活运用建模思想解决实际问题,加强应用能力.本文重点探究数学建模,深入分析学生在此部分知识的学习中常遇到的问题,依据具体情况提供可行性措施同时,为提高教学成效,为学生提供将数学知识与其真实生活进行联系的机会。

基于0.5μm BCD工艺的双向SCR结构的ESD保护设计

针对双向可控硅(DDSCR)在特征尺寸不断缩小的集成电路中,难以达到窄小静电放电(ESD)设计窗口的ESD防护需求,设计一种PMOS内嵌型浮栅DDSCR(GFDDSCR)ESD保护器件,并基于0.5μm Bipolar-CMOSDMOS工艺进行制备.利用传输线脉冲测试研究不同关键尺寸的GFDDSCR的ESD特性及单位面积ESD防护能力,分析器件ESD特性随关键尺寸变化的规律,得到优化的GFDDSCR的结构参数.结果表明,与DDSCR的改进型结构(IBDSCR)相比,优化的GFDDSCR触发电压下降了27%,电压回滞幅度减小了53%,维持电压和失效电流基本不变,能够满足微纳米级集成电路窄小ESD设计窗口的需求.

基于OOP的OLSR路由协议的一种实现方案

OLSR(最优化链路状态)协议是一个主动式的移动Ad hoc网络路由协议。本文提出了一种基于OOP设计方法的OLSR的实现方案,实现了协议的各种功能。

基于BJT的ESD保护器件中维持电压的建模与分析

基于双极晶体管（BJT）结构的静电放电（ESD）保护器件具有双向导通特性和良好的保护性能,在ESD保护中应用广泛。鉴于该类器件在负阻效应下维持电压的产生机理和建模方面的研究较少,提出了一种维持电压的数学建模方法。首先分析了多种调制效应对维持电压的影响,优化了模型参数;其次,基于0.6μm BiCMOS工艺对NPN型BJT的结构及电学性能进行了仿真分析,通过数据拟合得到了维持电压的估算模型;最后,制备了两种不同结构的样品并进行了测试,实测数据与估算值的相对误差范围约12%-15%,表明建立的维持电压模型具有较高的可靠性。

GGNMOS叉指宽度与金属布线对ESD防护性能的影响

栅接地NMOS(GGNMOS)器件具有与CMOS工艺兼容的制造优势,广泛用于静电放电(ESD)保护。鉴于目前GGNMOS的叉指宽度、叉指数及金属布线方式等外部因素对ESD鲁棒性的影响研究较少,设计了不同的实验对此开展对比分析。首先,基于0.5μm Bipolar-CMOS-DMOS(BCD)工艺设计并制备了一系列GGNMOS待测器件;其次,通过传输线脉冲测试,分析了叉指宽度与叉指数对GGNMOS器件ESD失效电流(It2)的影响,结果表明,在固定总宽度下适当减小叉指宽度有利于提高It2;最后,比较了平行式与交错式两种金属布线方案对It2的影响,结果表明,平行式金属布线下GGNMOS器件的ESD鲁棒性更好。

2．4GHz低噪声放大器的全芯片ESD保护设计

设计并流片验证了一种0.18μmRFCMOS工艺的2.4GHz低噪声放大器的全芯片静电放电(ESD)保护方案。对于射频(RF)I/O口的ESD防护,主要对比了二极管、可控硅(SCR)以及不同版图的互补型SCR,经流片与测试,发现岛屿状互补型SCR对I/O端口具有很好的ESD防护综合性能。对于电源口的ESD防护,主要研究了不同触发方式的ESD保护结构,结果表明,RCMOS触发SCR结构(RCMOS-SCR)具有良好的ESD鲁棒性和开启速度。基于上述结构的全芯片ESD保护设计,RF I/O口采用岛屿状布局的互补SCR结构的ESD防护设计,该ESD防护电路引入0.16dB的噪声系数和176fF的寄生电容,在人体模型(HBM)下防护能力可达6kV;电源口采用了RCMOS-SCR,实现了5kV HBM的ESD保护能力,该设计方案已经在有关企业得到应用。

SOI专用集成电路的静态电流监测和失效分析

静态电流测试是一种高灵敏度、低成本的集成电路失效分析技术,在集成电路故障检测、可靠性测试及筛选中的应用日益普遍。针对某绝缘体上硅专用集成电路在老炼和热冲击实验后出现的静态电流测试失效现象,结合样品伏安特性、光发射显微镜和扫描电子显微镜等电学和物理失效分析手段,确定了栅氧化层中物理缺陷的存在、位置及类型;结合栅氧化层经时介质击穿原理分析,揭示了样品的主要失效机理,并分析了经时介质击穿失效的根源,为改进工艺、提高电路可靠性提供了依据。

基于VLC的无线导览系统的设计和实现

提出了一种基于可见光通信技术的新型无线导览系统。在需要安装导览系统的地方对LED照明系统进行合适的改造,使LED发射带有识别码的可见光。当带有光电二极管的终端进入光照范围时,直接接受识别码,并经过跨阻放大器、滤波电路、电平判决器等电路处理后生成数字信号发送给后级微处理器,再通过解码、识别码比对等处理实现目标定位和无线导览的功能。利用FPGA开发套件及可见光发射机、接收机搭建了一个采用Manchester编解码和OOK调制方式的最简无线导览系统,并通过测试验证了系统的可行性。

Yb^(3+),Er^(3+)双掺上转换玻璃陶瓷

制备了以PbF2 +GeO2 +WO3 +SiO2 +NaF为基质组分的Yb3 + ,Er3 + 双掺稀土离子上转换发光玻璃陶瓷。采用日本产HitachiF 4 5 0 0荧光光度计 ,激发波长为 980nm ,观测到样品在 5 5 0nm处出现较强的上转换发光峰 ,在 5 2 8nm处有一个次发光峰 ,在 6 5 0nm处有一个相对较弱的发光峰 ,讨论了发射光谱的特征 ,建立上转换发光机制 ,并讨论了上转换发光特征 ,以及基质成分、制备工艺参数、稀土离子浓度对发光性能的影响。实验中发现c(Yb3 + )∶c(Er3 + )为 5∶1时 ,上转换玻璃陶瓷的熔融温度为 95 0℃、退火温度为 380℃时 。

基于SIFT技术的集成电路失效缺陷分析

激励源诱导故障测试(SIFT)是一种新型的失效定位技术,可用于集成电路和分立器件中漏电、击穿、短路等失效点的定位及失效机理的分析。在介绍SIFT技术工作原理的基础上,利用该技术进行了六反相器电路的深埋层缺陷、收发器电路中电源与地之间漏电流失效和串行输出模数转换电路MOS器件欧姆短路的定位,并结合微结构观测分析了失效原因。研究结果表明,SIFT技术能有效分析光发射显微镜(EMMI)和激光光束诱导阻抗变化测试(OBIRCH)技术较难定位的缺陷,弥补了这些常规失效分析技术的不足。

大功率LED空间光强对VLC幅频特性的影响

提出了一种基于大功率LED阵列VLC系统的收发通路。通过对LED光源特性的分析和讨论,建立了一种基于LED阵列的空间光强分布模型,利用该模型并结合实际电路测试研究了大气信道距离对接收信号幅频特性的影响,指出了VLC系统接收电路的幅频特性不随光强变化而变化。

珍珠鸡消化道正常菌群定植规律研究

采用定量分析方法,对不同日龄珍珠鸡肠道不同部位（十二指肠、空肠、回肠、盲肠、直肠）内的4类正常菌属（大肠杆菌、乳杆菌、双歧杆菌、葡萄球菌）进行测定,探讨珍珠鸡消化道各部位分布的正常菌群的定植规律。结果表明,同一种菌在不同消化道部位中检出的时间不同,出壳2~4 h的雏鸡肠道开始有细菌定植,5~6日龄各种菌均开始大量增殖,在以后几周内菌群的组成发生较大的变化,到30日龄时雏鸡肠道菌群的结构基本与成年鸡相似。

纳米TiO_2的制备与表征

采用溶胶～凝胶工艺制备了纳米TiO2 ,DTA分析确定了纳米TiO2 的锐钛矿相形成温度为 378 4 2℃。XRD分析确定了TiO2 由锐钛矿相向金红石相的转变过程是缓慢的 ,发生在 5 0 0 -6 0 0℃。TEM分析表明热处理温度在 4 0 0℃时 ,纳米TiO2 粒子呈球形 ,粒径小于 2 0nm ,粒度分布均匀。

KDP晶体的水溶法生长

本文报导了水溶法生长KDP晶体。采用吊晶法测定了KDP晶体的溶解度曲线 ,讨论了溶解度与亚稳态之间的关系 ;确定了KDP晶体生长速率与溶解度曲线的关系 ;利用K2 CO3 调节溶液的pH值 ,实现了z切面点籽晶在溶液中均匀生长 40mm× 40mm× 50mmKDP晶体 ,在[0 0 1 ]和 [1 0 0 ]方向生长速率为 3- 5mm/ 2 4h ;

集成电路设计类课程的改革探索

在现有的教学机制基础上,本课程建设小组对集成电路设计类课程群进行了探索性的"多维一体"的教学改革,提出了新型集成电路设计类课程体系和教学模式,将工程案例教学法贯穿于课程的理论、实验和作业环节,通过案例教学使学生掌握集成电路的前端和后端设计流程。

具有物联网特色的微电子专业人才培养机制探索

物联网作为一门学科技术的新产物,国内相对应的具有物联网特色的微电子教学模式还不成熟。微电子技术为物联网技术提供硬件支撑,是物联网技术的重要组成部分。探讨在目前的微电子专业人才培养机制基础上,结合物联网技术特点,形成一个完整的具有物联网特色的微电子专业人才培养机制。

0.18μm RF CMOS双向可控硅ESD防护器件的研究(英文)

基于传统双向可控硅(DDSCR)提出了两种静电放电(ESD)保护器件,可应对正、负ESD应力从而在2个方向上对电路进行保护。传统的DDSCR通过N-well与P-well之间的雪崩击穿来触发,而提出的新器件则通过嵌入的NMOS/PMOS来改变触发机制、降低触发电压。两种改进结构均在0.18μmRFCMOS下进行流片,并使用传输线脉冲测试系统进行测试。实验数据表明,这两种新器件具有低触发电压、低漏电流(～nA),抗ESD能力均超过人体模型2kV,同时具有较高的维持电压(均超过3.3V),可保证其可靠地用于1.8V、3.3V I/O端口而避免出现闩锁问题。

选择性发射极参数对太阳电池光电特性的影响

选择性发射极太阳电池具有独特的器件结构及优异的光电特性。基于M·Tucci等人实际制作的一款选择性发射极太阳电池,利用TCAD软件MEDICI建立了其器件结构模型,在比实验更大的参数范围内分析了发射区厚度、n+区和n区掺杂浓度等物理量对太阳电池光电转换效率的影响。结果表明,发射区的最佳厚度约为0·6μm,该厚度下n+区的最佳掺杂浓度约为6×1020cm-3,增加n区浓度则会导致转换效率下降。在优化发射区方块电阻的基础上考虑少子寿命的优化,可获得高达19·16%的光电转换效率,接近当前较大面积同类太阳电池的最佳水平,为实际制备大面积高效单晶硅太阳电池提供了有益的参考。

LDMOS器件软失效分析及优化设计

横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)器件在高压静电放电(ESD)防护过程中易因软失效而降低ESD鲁棒性。基于0.25μm Bipolar-CMOS-DMOS工艺分析了LDMOS器件发生软失效的物理机理,并提出了增强ESD鲁棒性的版图优化方法。首先制备了含N型轻掺杂漏版图的LDMOS器件,传输线脉冲(TLP)测试表明,器件在ESD应力下触发后一旦回滞即发生软失效,漏电流从2.19×10-9 A缓慢增至7.70×10-8 A。接着,对LDMOS器件内部电流密度、空间电荷及电场的分布进行了仿真,通过对比发现电场诱导的体穿通是引起软失效及漏电流增大的主要原因。最后,用深注入的N阱替代N型轻掺杂漏版图制备了LDMOS器件,TLP测试和仿真结果均表明,抑制的体穿通能有效削弱软失效,使其适用于高压功率集成电路的ESD防护。

ESD防护器件中SCR结构开启速度的优化与分析

针对静电放电(ESD)防护过程中ESD防护器件开启速度慢、易引起栅氧击穿或电路烧毁的问题,提出了一种可控硅(SCR)结构的ESD防护器件开启速度的优化方法。首先,基于0.35μm Bipolar-CMOS-DMOS(BCD)工艺制备了P^+浮空和P^+接地SCR结构器件,通过分析阱间距对P^+接地SCR影响,获知当阱间距增至8.68μm时,器件开启速度快且过击穿电压低。其次,对比分析关键尺寸参数相同条件下P^+接地与P^+浮空SCR器件ESD防护性能,传输线脉冲测试结果表明,P^+浮空比P^+接地SCR开启速度更快。最后,通过进一步优化P^+浮空SCR器件特征参数,器件开启速度可提高约17.70%。TCAD仿真结果证明:与P^+接地SCR相比,P^+浮空SCR的电流密度分布较均匀,且导通时间短,有利于提高开启速度,因此P^+浮空SCR器件更适用于高速集成电路的ESD防护。