高阶显微分析技术在CDM失效问题上的应用

带电器件模型(CDM)是引起静电放电(ESD)失效问题的主要模型,特别是先进制程和高速射频电路,CDM的故障定位与根因分析对优化ESD设计和改善ESD防护至关重要。借助高阶显微分析技术,如等离子体聚焦离子束(PFIB)、导电原子力显微镜(C-AFM)、电子束感应电流(EBIC)、透射电子显微镜(TEM),可以快速准确地定位失效位置并确认失效机理。通过分析先进制程芯片射频电路增益降低问题,确定了CDM泄放路径与失效形貌,并解释了CDM的损伤机理。通过高阶显微分析技术研究CDM失效问题,有助于优化ESD防护电路,提高芯片可靠性。

HBM、CDM静电放电模型及其失效特征研究

本文介绍了人体模型、带电器件模型两种典型的静电放电模型,对人体模型、带电器件模型的区别、静电放电失效机理进行了说明。通过对芯片进行人体模型、带电器件模型静电放电极限测试,获取不同静电放电模型芯片失效电压及其失效特征。实验结果表明,芯片抵抗人体模型、带电器件模型静电放电的能力没有直接关系,并不是抵抗人体模型静电放电能力强,耐带电器件模型静电放电能力就高;人体模型、带电器件模型静电放电极限测试后芯片损伤位置、损伤形貌存在差异。

带电器件模型静电放电等效仿真电路与计算分析

带电器件模型(CDM)静电放电描述的是器件自身出现静电感应带电进而形成静电放电冲击的过程,是航天器电子产品地面电装/装联过程中面临的主要静电放电风险之一。针对CDM静电放电开展等效电路模型研究与设计,对其充/放电原理及发生过程进行分析;对该等效电路模型进行理论、实验与仿真研究,考察各参数对静电放电波形特性的影响。比对验证表明,等效电路的放电波形与标准波形具有较高的一致性:CDM静电放电表现为上升沿为百ps量级、最大峰值电流为数A量级、正/负周期多次振荡的冲击信号;器件自身等效电容越大则冲击脉冲越强,通路电阻也会明显改变静电冲击波形样态。地面操作中应充分考虑CDM静电放电风险,采取措施降低静电放电对电路和器件可能造成的损伤。

静电放电器件充电模型CDM失效机理分析

CMOS集成电路进入纳米时代,电路的功能日趋复杂,面积也不断增加,电路自身存储的静电电荷对电路造成的损伤将不可忽视,在失效分析中,这种失效模型称为器件充电模型。详细介绍了器件充电模型与人体模型及机器模型在电路原理和电流波形上的不同之处,分析电路上存储电荷的机理和原因,主要是由于电路在生产和使用环境中受到静电源的感应以及电路和其他物体或空气的摩擦等造成。详细分析器件充电模型引起电路损伤的失效机理,器件充电模型作为一个电荷驱动型,其电流方向主要是由电路内部向外部流动,其电流大、上升速度快,会对电路的栅极造成损伤。

基于隐马尔科夫模型的电费抄核误差校正系统

为提升电价审核工作效率、明确细小用电误差,提出基于隐马尔科夫模型的电费抄核误差校正系统。系统通过MAX1480B通信接口芯片与上级主站、下级各费率装置间通信联络,以地址逻辑译码GAL16V8B和电路MAX706R,解决攻击发生时系统复位问题;主程序模块利用隐马尔科夫模型,描述状态与观测数据间随机过程和马尔科夫链,将隐性误差随机数据发送到校正模块,计算平均功率,得出相应失压断相时追补电量;使用通信模块的串行口发送校正服务,完成抄核误差校正。实验证明系统校正精度较高,且响应时间短。

基于模型预测控制的电动汽车直流充电桩功率器件开路故障诊断方法

针对电动汽车直流充电桩故障中较为常见的功率器件开路故障,提出了一种基于模型预测控制的电动汽车充电桩实时故障诊断方法。采用模型预测电流控制方法替代传统PWM整流器电流环中的PI控制器。在此基础上,将功率器件开路故障情况下整流器实际应用的开关状态与通过模型预测控制得到的最优开关状态相比较,建立故障特征信号,从而实现充电桩功率器件开路故障诊断与定位。由于不同功率器件故障特征信号之间互不影响,因此该方法对于单管、双管及多管同时故障均有显著效果。仿真结果验证了该充电桩故障诊断方法的正确性和有效性。

车载式城市信息采集与三维建模系统

空间数据快速采集是数字城市工程的关键技术 .研制了具有自主控制和移动地理坐标框架特点的车载式三维数据采集系统和相应的数据处理软件包 .系统集成了多种传感器 ,实时完成载体的GPS定位数据、激光扫描数据以及CCD影像数据的综合采集 .自主开发的软件包具有的功能包括 :后处理GPS数据 ,以提供载体的地理位置、速度和各传感器的坐标和方位 ;后处理激光扫描数据 ,以提供建筑物的距离、高度或宽度乃至特征线 ;后处理CCD影像数据 ,提供纠正后的目标纹理 ;建立目标三维模型 ,实现目标三维重建 .作为空对地观测技术的一种必要技术补充 ,拟解决城市高层建筑遮挡区、高层建筑物立面、多层建筑物复杂结构的信息获取 。

混合泊松-高斯分布模型的参数估计

针对实际CCD图像处理问题中噪声概率模型的参数估计问题,从CCD图像的噪声背景出发,研究其噪声的混合泊松高斯分布,给出了两种参数估计方法,以及非零均值高斯噪声情况下的参数估计方法,计算结果表明文中方法给出的参数估计精度高。

SiGe异质结双极晶体管频率特性分析

在分析载流子输运和分布的基础上,建立了物理意义清晰的各时间常数模型.模型体现了时间常数与SiGe异质结双极晶体管结构参数及电流密度之间的关系,并且包含了基区扩展效应.同时对特征频率与上述参数之间的关系进行了模拟分析和讨论.

CCD成像模型及仿真系统研究

针对光学遥感CCD(Charge-Coupled Device)的成像过程,研究CCD成像的数学建模及仿真问题。基于CCD成像原理,探讨了模型建立中的一些关键问题,并按照CCD信号处理流程设计了一套完整的CCD成像模型,采用Matlab/Simulink平台设计实现了该仿真系统。仿真验证试验表明,该系统较好的仿真了CCD成像过程,仿真结果准确度、可信度较高。

对表面势为基础的MOSFET片电荷模型的基本检验

本文完成了对多种表面势为基础的MOSFET片电荷(charge-sheet)模型反型层电荷和沟道电流计算的基本检验.相对于以基本的MOSFET器件物理为基础的Pao-Sah模型结果,大多数片电荷模型在不同的工作区域内都会出现不同程度的反型层电荷计算误差.为了模拟沟道电流,MOSFET片电荷模型必须使用一个半经验的沟道电流方程.这个近似会导致沟道电流方程和反型层电荷方程之间物理上的不自恰,从而使计算的沟道电流结果与Pao-Sah模型相比有近10%的误差.这些基本的检验结果表明:为了保持基本的MOSFET器件物理内容和Pao-Sah模型的高精度,以表面势为基础的片电荷模型还需要一些根本的器件物理改进和进一步的模型精度提高.

基于黑白CCD传感器的近红外热像在线监测方法

设计了以黑白电荷耦合器件(CCD)传感器为核心器件的在线监测系统,该系统可通过探测 近红外辐射从而对变电站中一些电力设备进行监测;构建了测温模型,并分析了影响测温的一些因 素,计算了温度场分布;最后对发热设备进行了监测实验,采集了热图像并用小波算法进行了去噪 处理;实验结果表明了用该方法能探测到的最低温度为152℃。

低温下EMCCD电子倍增模型

了研究低温下电子倍增CCD(EMCCD)的电荷倍增特性,根据电子碰撞电离原理,建立了电离率模型;并依据雪崩倍增积分关系,针对所分析的EMCCD器件,建立了其低场强的倍增模型.通过倍增模型的理论计算结果与TI公司提供的实际器件TC285SPD和TC253SPD的倍增曲线比较,说明所提出模型的数据能够很好地拟合实际的倍增曲线.该模型可以方便地计算在固定栅极电压下的电子信号通过多级级联电子倍增寄存器后的总增益,进而可用于EMCCD相机的增益调整和校正.

CCD功耗分析与计算

在CCD内部结构的基础上,分析了CCD的动态功耗和静态功耗两部分.静态功耗是CCD片上输出放大器所消耗的功率;动态功耗是由于CCD驱动时钟对时钟电极的串联等效电容或极间电容进行充放电,充放电电流流过多晶硅电极电阻或串联等效电阻引起功率耗散.分别给出了二者的估算方法,其中动态功耗的估算方法有集总模型估算法、分布式模型估算法及PSpice仿真估算法三种.结合具体项目,在对CCD47-20的工作模式和工作时序分析的基础上,采用集总模型估算法对其功耗进行了估算,并通过实验估测验证了估算方法的有效性.

像移对星载TDICCD相机成像品质的影响分析

像移是影响星载时间延迟积分电荷耦合器件(TDICCD)相机成像品质的重要因素。为研究像移对TDICCD像质的影响,首先分析了像移引起图像模糊和几何变形的机理,研究了像移降质的辐射和几何方面评价参量。依据TDICCD工作原理,建立了像移影响下TDICCD相机空变降质模型,并以此为基础,计算并分析了不同形式、不同方向上的像移影响下的像质下降情况。分析结果表明,不同方向、不同形式的像移引起的成像品质下降是不同的。文章中提出的空变降质模型可以为后续的仿真及像移降质图像的恢复等提供参考。

CCD相机取样问题探讨

从理论上对ＣＣＤ相机的取样问题进行了探讨，分析了光学取样和电路取样的关系， 并提出了取样电路的设计思路。

基于开路电压预测的SOC估算方法

为了得到电池的荷电状态(SOC),提高其测算精度,更广泛适用于电动汽车能量管理系统,通过对锂电池进行恒流充、放电实验方法得到SOC和锂电池开路电压的曲线关系,然后将放电后的电池充分静置得到电压自恢复曲线的分析,再结合锂电池等效电路模型,应用Matlab拟合出锂电池开路电压曲线,从而推导出开路电压的计算公式,完成开路电压的预测。最后将实验结果与理论分析进行了对比,进一步验证了理论和仿真建模的正确性。这种方法克服了开路电压法测量时间长的缺点,能够准确地计算SOC,对电池管理系统有重要意义。

基于射影几何的CCD相机几何模型研究

为提高由多幅二维图像解算出的空间坐标信息的精度,基于射影几何原理,提出一种像方空间与物方空间的几何形状计算方法。分析电荷耦合器件(CCD)相机成像射影几何原理,根据透视变换和交比不变性质,利用直线之间存在平行、垂直和相交等关系,建立基于直线特征的相机成像几何模型,已知相机参数,证明并推导像方空间二维影像和物方空间形状与坐标信息的几何转换关系。分析结果表明,该方法结合了整幅图像的几何信息,能提高空间点等几何特征的坐标信息计算精度,以及视觉测量和三维重建的精度。

滤波技术在蓄电池SOC估计中的应用

文章针对蓄电池SOC估计精度不高且实时显示效果不佳问题,提出了一种基于卡尔曼滤波技术的SOC估计方法。首先建立了蓄电池等效电路模型,该模型具有建模蓄电池容量和伏安特性功能,其次基于等效电路模型建立了蓄电池状态方程,选取SOC作为内部状态变量,通过测量终端电压和滤波技术求出SOC的最真递归解。最后选择蓄电池的真实放电数据对该方法进行验证,结果表明该方法具有估计精度高,实时显示效果好的优点。

库德式激光通信终端粗跟踪技术

在库德式通信终端中,望远单元和库德反射镜与电荷耦合器(CCD)探测器之间的相对运动导致光路结构随通信终端姿态变化而改变,使得控制难度增大。为解决这一问题,利用矩阵光学方法建立库德式激光通信终端的CCD测角模型,设计基于模型-PID的控制算法,搭建实验测试系统验证了该算法在瞄准、捕获和跟踪过程中的性能。结果表明:利用实测数据对测角模型进行静态验证时,计算精度的均方根误差优于9μrad;加入角速度0.1°/s、幅值0.1°的正弦扰动信号进行跟踪测试时,实测动态跟踪误差的标准差优于21μrad(1σ),满足激光通信对于粗跟踪单元50μrad(1σ)跟踪精度的需求。