半导体器件的1/f噪声检测方法理论与研究
发布时间：2021-11-01 05:45
半导体器件作为各种电子设备最基本的组成部分，其质量的好坏、稳定性的高低都直接影响着整个电子设备的稳定性和安全性，尤其在航天与核电等高技术、高成本、高风险领域，有质量缺陷的半导体器件一旦出现问题，可能会导致无法挽回的灾难，造成巨大的经济损失甚至人员的伤亡。随着对可靠性要求的不断提高，如何准确的检测出半导体器件的优劣称为了一项具有重要理论与实际意义的问题，也是众多学者正在深入研究的一个领域。1/f噪声是衡量半导体器件质量的重要指标之一，本文以稳压二极管为实验对象，在现有半导体器件可靠性分析方法的基础上，提出了几种新的更为稳定的低频噪声分析方法，能较为准确的估计出1/f噪声参数，并搭建了一套软、硬件测试系统，为半导体器件的可靠性评估提供了理论支撑与物理实现。具体研究内容如下：1)首先阐明半导体噪声的种类及其产生机理，尤其是由半导体本身质量缺陷所引起噪声的特性，明确半导体元器件低频噪声主要是1/f噪声与其质量、可靠性间的关系。2)搭建可以测试半导体器件低频噪声的硬件平台，做到在测量半导体内部噪声时尽可能的避免外界和设备内部的干扰；并用Labview软件开发一套对应的1/f噪声参数估计软件系统，...
【文章来源】：吉林大学吉林省 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
【部分图文】：
半导体器件内部噪声分类(有色噪声)
图 2.2 互谱测量法图中前放 A 和 B 分别采用干电池独立供电，这样两个放大器产生的噪声是互独立的。设通过前放 A 和 B 的实际信号为：( ) ( ) ( )a a ay t x t w t·································(2.1)( ) ( ) ( )b b by t x t w t·································(2.2)中， ( )ax t 、 ( )bx t 分别为经过放大器放大后的 A、B 通道输入电压， ( )aw t 、 ( )bw t别为放大器产生的零均值有色噪声。上面已经提到， 、 相互独立，因此有：[ ( )] 0[ ( )] 0aE w tE w t ··································(2.3)
图 2.3 屏蔽箱与前置放大器接地示意图地技术系统中经常会遇到由地线引起的干扰，这种干扰在微弱信出。如果系统中各种信号电平存在公共地线就会产生寄生信号耦合到输入端，后果严重。因此接地技术的选择非常可靠性的保障。系统中，存在信号地、屏蔽壳体地以及电源地三种。接地类：单点接地、多点接地以及浮地。单点接地顾名思义，点都连接到接地平面同一个点上，布线对元件不会产生太率不大于 1MHz 的低频电路中。多点接地即是将系统中各自最近的接地平面上，这种方法会因为接地点的电位不相造成干扰，通常应用在频率大于 10MHz 的高频电路中。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于人工蜂群算法的波达方向和多普勒频率联合估计[J]. 张志成,林君,石要武,孙晓东. 吉林大学学报(工学版). 2013(04)
[2]高功率半导体激光器结温与1/f噪声的关系研究[J]. 陈海鹏,曹军胜,郭树旭. 物理学报. 2013(10)
[3]1/f噪声参数测试与估计[J]. 冉鹏,郭树旭,程小苟. 测试技术学报. 2013(01)
[4]新型元启发式布谷鸟搜索算法[J]. 李煜,马良. 系统工程. 2012(08)
[5]基于截断最小二乘估计的多波束异常测深值剔除方法[J]. 陆丹,李海森,魏玉阔,周天,么彬. 大地测量与地球动力学. 2012(01)
[6]基于高斯扰动的布谷鸟搜索算法[J]. 王凡,贺兴时,王燕. 西安工程大学学报. 2011(04)
[7]小波和小波包变换在心电信号去噪中的应用[J]. 范玉生. 重庆科技学院学报(自然科学版). 2010(01)
[8]一种估计半导体激光器1/f噪声参数的新方法[J]. 张振国,郭树旭,郜峰利,于思瑶,李雪妍. 物理学报. 2009(04)
[9]1／f分形噪声的一种多尺度Kalman滤波方法[J]. 李强,王其申. 量子电子学报. 2007(01)
[10]基于小波分析的1/f噪声降噪[J]. 王爱萍,王惠南. 数据采集与处理. 2006(02)
博士论文
[1]电子元器件辐射退化灵敏表征方法研究[D]. 孙鹏.西安电子科技大学 2013
[2]电子元器件低频电噪声测试技术及应用研究[D]. 陈文豪.西安电子科技大学 2012
[3]半导体器件噪声频域和时域分析的新方法研究[D]. 李伟华.西安电子科技大学 2010
[4]半导体激光器低频电噪声的特性及其检测技术研究[D]. 郜峰利.吉林大学 2008
[5]混合色噪声背景下基于互高阶累积量的谐波恢复方法研究[D]. 马彦.吉林大学 2006
[6]噪声用于半导体大功率激光器及双极晶体管可靠性研究[D]. 石英学.吉林大学 2006
硕士论文
[1]齐纳二极管低频噪声参数估计及测试系统研发[D]. 何文超.吉林大学 2014
[2]基于人工蜂群算法的DOA参数估计方法研究[D]. 王帅.吉林大学 2014
[3]线性回归模型的若干稳健估计方法及应用实例[D]. 王海娜.山东大学 2013
[4]高斯白噪声背景下1/f分形信号波形与参数估计方法研究[D]. 冯建昌.吉林大学 2011
[5]粒子群算法在最优化问题中的研究[D]. 梁军.广西师范大学 2008
[6]1/f噪声小波分析软件及长程相关性研究[D]. 赖吉强.西安电子科技大学 2008
[7]低频1/f噪声在半导体激光器可靠性中的应用[D]. 曲航.吉林大学 2007
[8]半导体激光器噪声测试系统的研究[D]. 高扬.吉林大学 2005
本文编号：3469615
【文章来源】：吉林大学吉林省 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
【部分图文】：
半导体器件内部噪声分类(有色噪声)
图 2.2 互谱测量法图中前放 A 和 B 分别采用干电池独立供电，这样两个放大器产生的噪声是互独立的。设通过前放 A 和 B 的实际信号为：( ) ( ) ( )a a ay t x t w t·································(2.1)( ) ( ) ( )b b by t x t w t·································(2.2)中， ( )ax t 、 ( )bx t 分别为经过放大器放大后的 A、B 通道输入电压， ( )aw t 、 ( )bw t别为放大器产生的零均值有色噪声。上面已经提到， 、 相互独立，因此有：[ ( )] 0[ ( )] 0aE w tE w t ··································(2.3)
图 2.3 屏蔽箱与前置放大器接地示意图地技术系统中经常会遇到由地线引起的干扰，这种干扰在微弱信出。如果系统中各种信号电平存在公共地线就会产生寄生信号耦合到输入端，后果严重。因此接地技术的选择非常可靠性的保障。系统中，存在信号地、屏蔽壳体地以及电源地三种。接地类：单点接地、多点接地以及浮地。单点接地顾名思义，点都连接到接地平面同一个点上，布线对元件不会产生太率不大于 1MHz 的低频电路中。多点接地即是将系统中各自最近的接地平面上，这种方法会因为接地点的电位不相造成干扰，通常应用在频率大于 10MHz 的高频电路中。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于人工蜂群算法的波达方向和多普勒频率联合估计[J]. 张志成,林君,石要武,孙晓东. 吉林大学学报(工学版). 2013(04)
[2]高功率半导体激光器结温与1/f噪声的关系研究[J]. 陈海鹏,曹军胜,郭树旭. 物理学报. 2013(10)
[3]1/f噪声参数测试与估计[J]. 冉鹏,郭树旭,程小苟. 测试技术学报. 2013(01)
[4]新型元启发式布谷鸟搜索算法[J]. 李煜,马良. 系统工程. 2012(08)
[5]基于截断最小二乘估计的多波束异常测深值剔除方法[J]. 陆丹,李海森,魏玉阔,周天,么彬. 大地测量与地球动力学. 2012(01)
[6]基于高斯扰动的布谷鸟搜索算法[J]. 王凡,贺兴时,王燕. 西安工程大学学报. 2011(04)
[7]小波和小波包变换在心电信号去噪中的应用[J]. 范玉生. 重庆科技学院学报(自然科学版). 2010(01)
[8]一种估计半导体激光器1/f噪声参数的新方法[J]. 张振国,郭树旭,郜峰利,于思瑶,李雪妍. 物理学报. 2009(04)
[9]1／f分形噪声的一种多尺度Kalman滤波方法[J]. 李强,王其申. 量子电子学报. 2007(01)
[10]基于小波分析的1/f噪声降噪[J]. 王爱萍,王惠南. 数据采集与处理. 2006(02)
博士论文
[1]电子元器件辐射退化灵敏表征方法研究[D]. 孙鹏.西安电子科技大学 2013
[2]电子元器件低频电噪声测试技术及应用研究[D]. 陈文豪.西安电子科技大学 2012
[3]半导体器件噪声频域和时域分析的新方法研究[D]. 李伟华.西安电子科技大学 2010
[4]半导体激光器低频电噪声的特性及其检测技术研究[D]. 郜峰利.吉林大学 2008
[5]混合色噪声背景下基于互高阶累积量的谐波恢复方法研究[D]. 马彦.吉林大学 2006
[6]噪声用于半导体大功率激光器及双极晶体管可靠性研究[D]. 石英学.吉林大学 2006
硕士论文
[1]齐纳二极管低频噪声参数估计及测试系统研发[D]. 何文超.吉林大学 2014
[2]基于人工蜂群算法的DOA参数估计方法研究[D]. 王帅.吉林大学 2014
[3]线性回归模型的若干稳健估计方法及应用实例[D]. 王海娜.山东大学 2013
[4]高斯白噪声背景下1/f分形信号波形与参数估计方法研究[D]. 冯建昌.吉林大学 2011
[5]粒子群算法在最优化问题中的研究[D]. 梁军.广西师范大学 2008
[6]1/f噪声小波分析软件及长程相关性研究[D]. 赖吉强.西安电子科技大学 2008
[7]低频1/f噪声在半导体激光器可靠性中的应用[D]. 曲航.吉林大学 2007
[8]半导体激光器噪声测试系统的研究[D]. 高扬.吉林大学 2005
本文编号：3469615
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