基于物理失效—电特征分析的模拟电路寿命预测方法研究
发布时间：2020-12-28 11:15
模拟电路在武器装备中扮演着非常重要的角色,模拟电路中一个很小的问题可能会引起一次军事事故。为了减少模拟电路的故障率,准确的预测和及时的维护非常有必要。目前,国内外已经开展了大量的模拟电路寿命预测工作,主要分为数据驱动与物理分析两种方法。如今的大数据时代,数据驱动方法取得很好成果;然而由于电路结构的复杂性和多样性问题难以攻克,基于物理分析的方法发展缓慢。对于一些军事装备,由于设备自身结构以及使用场景的局限性,很难获取其不同时间阶段的性能数据,只能通过对其内部结构进行物理分析,从而预测设备的使用寿命。因此,本文以基于物理失效-电特征分析的模拟电路寿命预测为研究课题,主要研究内容分为以下四部分:1.基于物理失效分析的元器件电特征参数退化建模。首先分析了电阻器和电容器的退化模型,然后重点研究了MOSFET器件的退化效应。研究表明,引起MOSFET器件退化的主要原因是由于器件内部发生热载流子效应和负偏压温度不稳定性,然后通过分析其产生机理建立MOSFET器件的退化模型。最后利用Silvaco TCAD软件对退化模型进行验证,结果表明退化模型与仿真结果基本一致。2.基于灵敏度分析的模拟电路退化趋势...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究工作的背景与意义
1.2 国内外研究历史与现状
1.2.1 失效分析技术
1.2.2 寿命预测方法
1.3 本文的主要内容与章节安排
第二章 基于物理失效分析的元器件电特征参数退化建模
2.1 引言
2.2 基本元器件电特征参数退化模型
2.2.1 电阻器退化模型
2.2.2 电容器退化模型
2.3 MOSFET器件退化模型
2.3.1 MOSFET器件失效分析
2.3.2 MOSFET器件退化建模
2.3.3 Silvaco仿真及模型验证
2.4 本章小结
第三章 基于灵敏度分析的模拟电路退化趋势预测方法研究
3.1 引言
3.2 灵敏度分析
3.2.1 方差灵敏度指标
3.2.2 傅里叶幅值灵敏度检验
3.3 基于灵敏度分析的模拟电路退化分析
3.3.1 基于灵敏度分析的模拟电路退化建模
3.3.2 退化量衡量标准
3.3.3 算法步骤
3.4 实验与仿真
3.4.1 灵敏度指标验证
3.4.2 电路退化趋势预测
3.5 本章小结
第四章 基于元器件退化的模拟电路退化行为建模
4.1 VHDL-AMS语言分析
4.2 电路退化行为建模
4.2.1 电路行为建模
4.2.2 电路退化行为建模
4.3 电路退化行为仿真分析
4.4 本章小结
第五章 电路寿命预测软件设计与实现
5.1 软件功能描述
5.2 软件总体设计方案及运行界面
5.2.1 软件总体设计方案
5.2.2 运行界面
5.3 软件功能验证
5.4 本章小结
第六章 全文总结与展望
6.1 论文工作总结
6.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于失效物理的电子产品寿命预计方法及工程应用[J]. 张宁,刘庭伟,徐洪武. 质量与可靠性. 2016(05)
[2]基于Wiener过程的非线性加速退化可靠性评估方法[J]. 蔡忠义,陈云翔,车飞,张磊. 电光与控制. 2016(02)
[3]锂离子电池循环寿命的融合预测方法[J]. 刘月峰,赵光权,彭喜元. 仪器仪表学报. 2015(07)
[4]导弹贮存期的定义与内涵[J]. 陆祖建,颜诗源,张仕念,易当祥,张国彬. 质量与可靠性. 2014(03)
[5]基于失效物理的电路板寿命预测案例研究[J]. 吕卫民,胡冬,谢劲松. 电子科技大学学报. 2013(04)
[6]高可靠元器件的使用环境、试验条件和失效机理[J]. 陈颖,孙博,谢劲松,康锐. 电子产品可靠性与环境试验. 2007(06)
[7]铝电解电容器退化分析与故障预诊断[J]. 马皓,王林国. 电力系统自动化. 2005(15)
[8]电子元器件的贮存可靠性及评价技术[J]. 杨丹,恩云飞,黄云. 电子元件与材料. 2005(07)
[9]几种电子元器件长期储存的失效模式和失效机理[J]. 李坤兰. 电子产品可靠性与环境试验. 2000(06)
[10]国内外电子元器件失效分析新技术及其采用的仪器设备[J]. 费庆宇. 电子产品可靠性与环境试验. 1995(03)
博士论文
[1]结构系统可靠性及灵敏度分析研究[D]. 魏鹏飞.西北工业大学 2015
硕士论文
[1]基于关键元器件退化的模拟电路行为分析及模型建立[D]. 陈诚.哈尔滨工业大学 2014
[2]面向平板显示的P型多晶硅薄膜晶体管在交直流电应力下的退化研究[D]. 陆晓伟.苏州大学 2012
[3]基于失效物理的电子系统可靠性预计研究与实现[D]. 彭建.电子科技大学 2012
本文编号：2943658
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究工作的背景与意义
1.2 国内外研究历史与现状
1.2.1 失效分析技术
1.2.2 寿命预测方法
1.3 本文的主要内容与章节安排
第二章 基于物理失效分析的元器件电特征参数退化建模
2.1 引言
2.2 基本元器件电特征参数退化模型
2.2.1 电阻器退化模型
2.2.2 电容器退化模型
2.3 MOSFET器件退化模型
2.3.1 MOSFET器件失效分析
2.3.2 MOSFET器件退化建模
2.3.3 Silvaco仿真及模型验证
2.4 本章小结
第三章 基于灵敏度分析的模拟电路退化趋势预测方法研究
3.1 引言
3.2 灵敏度分析
3.2.1 方差灵敏度指标
3.2.2 傅里叶幅值灵敏度检验
3.3 基于灵敏度分析的模拟电路退化分析
3.3.1 基于灵敏度分析的模拟电路退化建模
3.3.2 退化量衡量标准
3.3.3 算法步骤
3.4 实验与仿真
3.4.1 灵敏度指标验证
3.4.2 电路退化趋势预测
3.5 本章小结
第四章 基于元器件退化的模拟电路退化行为建模
4.1 VHDL-AMS语言分析
4.2 电路退化行为建模
4.2.1 电路行为建模
4.2.2 电路退化行为建模
4.3 电路退化行为仿真分析
4.4 本章小结
第五章 电路寿命预测软件设计与实现
5.1 软件功能描述
5.2 软件总体设计方案及运行界面
5.2.1 软件总体设计方案
5.2.2 运行界面
5.3 软件功能验证
5.4 本章小结
第六章 全文总结与展望
6.1 论文工作总结
6.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于失效物理的电子产品寿命预计方法及工程应用[J]. 张宁,刘庭伟,徐洪武. 质量与可靠性. 2016(05)
[2]基于Wiener过程的非线性加速退化可靠性评估方法[J]. 蔡忠义,陈云翔,车飞,张磊. 电光与控制. 2016(02)
[3]锂离子电池循环寿命的融合预测方法[J]. 刘月峰,赵光权,彭喜元. 仪器仪表学报. 2015(07)
[4]导弹贮存期的定义与内涵[J]. 陆祖建,颜诗源,张仕念,易当祥,张国彬. 质量与可靠性. 2014(03)
[5]基于失效物理的电路板寿命预测案例研究[J]. 吕卫民,胡冬,谢劲松. 电子科技大学学报. 2013(04)
[6]高可靠元器件的使用环境、试验条件和失效机理[J]. 陈颖,孙博,谢劲松,康锐. 电子产品可靠性与环境试验. 2007(06)
[7]铝电解电容器退化分析与故障预诊断[J]. 马皓,王林国. 电力系统自动化. 2005(15)
[8]电子元器件的贮存可靠性及评价技术[J]. 杨丹,恩云飞,黄云. 电子元件与材料. 2005(07)
[9]几种电子元器件长期储存的失效模式和失效机理[J]. 李坤兰. 电子产品可靠性与环境试验. 2000(06)
[10]国内外电子元器件失效分析新技术及其采用的仪器设备[J]. 费庆宇. 电子产品可靠性与环境试验. 1995(03)
博士论文
[1]结构系统可靠性及灵敏度分析研究[D]. 魏鹏飞.西北工业大学 2015
硕士论文
[1]基于关键元器件退化的模拟电路行为分析及模型建立[D]. 陈诚.哈尔滨工业大学 2014
[2]面向平板显示的P型多晶硅薄膜晶体管在交直流电应力下的退化研究[D]. 陆晓伟.苏州大学 2012
[3]基于失效物理的电子系统可靠性预计研究与实现[D]. 彭建.电子科技大学 2012
本文编号：2943658
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2943658.html
