基于微测辐射热计宏模型的基础IP库研究

发布时间：2017-05-15 18:05

  本文关键词：基于微测辐射热计宏模型的基础IP库研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：微测辐射热计型非制冷红外焦平面阵列(IRFPA)是典型的单片集成微机电系统(MEMS)。具有悬空桥式结构的微测辐射热计通过MEMS工艺直接制备在读出集成电路(ROIC)晶圆上。现阶段,微测辐射热计和ROIC无法在同一设计平台进行系统级设计和仿真。微测辐射热计器件的设计,一般是采用有限元法(FEM)设计仿真工具;而ROIC的设计,则采用电路设计仿真工具。二者的设计无法在同一平台上完成,造成微测辐射热计的设计和后端ROIC的设计脱节,无法进行微测辐射热计的系统级设计,也就不能对微测辐射热计系统的整体性能进行评估。这导致微测辐射热计的设计周期长,浪费人力、物力,制约了微测辐射热计的快速发展。本文就如何建立起微测辐射热计器件设计与电路设计之间的联系,实现系统级仿真进行了相关研究。本文通过对微测辐射热计进行电学、热学分析,建立起微测辐射热计等效电路宏模型,运用硬件描述语言Verilog-A将其进行描述,以此为基础在电路仿真软件Cadence Virtuoso中建立起微测辐射热计的基础IP库。为了对建立起来的基础IP库进行验证,本文采用有限元分析和理论计算提取了微测辐射热计的重要参数:热容、热时间常数、热导、器件初始电阻和电阻温度系数,将参数添加到微测辐射热计基础IP库中,并在仿真器Spectre中对IP库的输出特性进行分析,仿真结果与理论预期一样。这证明了本篇论文所建立起来的微测辐射热计基础IP库能够表征微测辐射热计的主要性能,能够在系统级设计仿真中代替微测辐射热计器件与后端ROIC完成系统级设计。在系统级设计时,通过在IC仿真环境中调用这个微测辐射热计的基础IP库,实现器件和ROIC在同一平台上进行设计仿真,从而实现了微测辐射热计的系统级设计,节约了仿真时间,并为器件的制备提供可靠参考,提高了设计效率。
【关键词】：微测辐射热计 系统级设计 宏模型 Verilog-A IP库
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH-39;TN219
【目录】：

• 摘要5-6
• abstract6-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 微机电系统设计9-12
• 1.2 微机电系统CAD研究现状及发展趋势12-14
• 1.3 微测辐射热计基础IP库研究现状和发展趋势14-15
• 1.4 论文的主要工作15-18
• 1.4.1 研究意义15-16
• 1.4.2 研究内容16-17
• 1.4.3 技术路线17-18
• 第二章 微测辐射热计及其IP库原理18-32
• 2.1 微测辐射热计18-21
• 2.2 影响微测辐射热计性能的主要因素21-22
• 2.2.1 微测辐射热计响应度21-22
• 2.2.2 微测辐射热计噪声等效温差22
• 2.3 微测辐射热计重要参数22-24
• 2.3.1 热容22-23
• 2.3.2 热导23
• 2.3.3 热时间常数23-24
• 2.3.4 电阻和电阻温度系数24
• 2.4 微测辐射热计IP库原理24-31
• 2.4.1 宏模型26-28
• 2.4.2 等效电路法28
• 2.4.3 硬件描述语言28-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 微测辐射热计基础IP库建立32-42
• 3.1 微测辐射热计电学分析32
• 3.2 微测辐射热计热学分析32-33
• 3.3 微测辐射热计等效电路宏模型33-34
• 3.4 微测辐射热计宏模型Verilog-A代码详解34-40
• 3.5 建立微测辐射热计的基础IP库40
• 3.6 本章小结40-42
• 第四章 微测辐射热计重要参数提取42-51
• 4.1 有限元法42-44
• 4.2 微测辐射热计电学参数提取44-47
• 4.2.1 初始电阻的提取45-46
• 4.2.2 电阻温度系数的提取46-47
• 4.3 微测辐射热计热学参数提取47-50
• 4.3.1 热容的提取47-48
• 4.3.2 热时间常数的提取48-49
• 4.3.3 热导的提取49-50
• 4.4 本章小结50-51
• 第五章 微测辐射热计基础IP库验证51-57
• 5.1 微测辐射热计基础IP库仿真51-55
• 5.1.1 热容的扫描52
• 5.1.2 热导的扫描52-53
• 5.1.3 电阻温度系数的扫描53-55
• 5.2 本章小结55-57
• 第六章 结论与展望57-59
• 6.1 工作总结57
• 6.2 展望57-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-64
• 攻读硕士期间取得的研究成果64-65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 艾t ;国外红外探测器的发展及其在制导武器中的应用[J];红外技术;1996年03期

  本文关键词：基于微测辐射热计宏模型的基础IP库研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：368457