多器件退化參數(shù)測試系統(tǒng)的設計以及退化模型的建立
發(fā)布時間:2021-05-26 12:26
由于智能設備時常處于長時間工作的狀態(tài),在長時間加電的狀態(tài)下,電子系統(tǒng)內部的元器件的參數(shù)將會發(fā)生變化,這將導致其性能發(fā)生改變,以致于影響整個電子系統(tǒng)乃至整個智能設備的性能。因此,本課題針對常用的控制系統(tǒng)電路中的典型元器件在長期加電狀態(tài)下的性能變化情況展開進行研究,對于了解整個電子系統(tǒng)的故障演化規(guī)律,提升系統(tǒng)可靠性具有重要意義。本文對電子系統(tǒng)中的常見典型易退化器件:薄膜電阻、電解電容、光電耦合器、電磁繼電器、MOSFET以及運算放大器進行退化機理分析,并明確其退化參數(shù)。在明確了退化參數(shù)和相應技術指標的基礎上,以LAN和USB的混合總線為基礎,加之Labwindows/CVI為基礎設計測試軟件,結合得出針對器件參數(shù)的自動測量系統(tǒng);谠撟詣訙y量系統(tǒng),本文完成了各個元器件480小時的退化參數(shù)測量和采集,并對測量電路中出現(xiàn)的測量誤差進行了理論分析并進行修正。最后采用灰色模型、支持向量機回歸以及廣義神經(jīng)網(wǎng)絡這三種常用的小樣本建模算法對各個器件退化參數(shù)演變的趨勢進行建模,得出模型后與現(xiàn)有的相關文獻以及器件的技術手冊分析對比,本文得出的各器件退化參數(shù)模型可以表征各個器件在相應工作條件下的性能參數(shù)變化,...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究的目的和意義
1.2 國內外研究現(xiàn)狀
1.2.1 無源器件退化的研究現(xiàn)狀
1.2.2 有源分立器件退化的研究現(xiàn)狀
1.2.3 有源集成器件研究現(xiàn)狀
1.2.4 參數(shù)測量系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
1.2.5 器件退化建模的研究現(xiàn)狀
1.3 本文的結構安排以及主要內容
第2章 典型器件的退化機理分析
2.1 電阻的退化參數(shù)確定
2.1.1 電阻退化的機理分析
2.1.2 電阻的典型退化參數(shù)
2.2 電解電容的退化參數(shù)確定
2.2.1 電解電容退化的機理分析
2.2.2 電解電容的典型退化參數(shù)
2.3 光電耦合器的退化參數(shù)確定
2.3.1 光電耦合器退化的機理分析
2.3.2 光電耦合器的典型退化參數(shù)
2.4 電磁繼電器的退化參數(shù)確定
2.4.1 電磁繼電器退化的機理分析
2.4.2 電磁繼電器的典型退化參數(shù)
2.5 MOSFET的退化參數(shù)確定
2.5.1 MOSFET退化的機理分析
2.5.2 MOSFET的典型退化參數(shù)
2.6 運算放大器的退化參數(shù)確定
2.6.1 運算放大器退化的機理分析
2.6.2 運算放大器的典型退化參數(shù)
2.7 本章小結
第3章 典型器件的退化參數(shù)測量系統(tǒng)搭建
3.1 測量需求總體分析
3.2 參數(shù)測量系統(tǒng)硬件設計
3.2.1 參數(shù)測量系統(tǒng)硬件方案
3.2.2 各器件退化參數(shù)的測試電路設計
3.2.3 儀器選型
3.2.4 測量系統(tǒng)通信方式分析
3.2.5 信號轉接模塊設計
3.3 參數(shù)測量系統(tǒng)軟件設計
3.3.1 參數(shù)測量軟件總體框架
3.3.2 軟件功能設計
3.3.3 軟件界面設計
3.4 本章小結
第4章 典型器件退化模型建立
4.1 測量誤差分析
4.1.1 誤差分析的目的與意義
4.1.2 電阻退化參數(shù)測量電路的誤差分析
4.1.3 電解電容退化參數(shù)測量電路的誤差分析
4.1.4 光電耦合器退化參數(shù)測量電路的誤差分析
4.1.5 繼電器退化參數(shù)測量電路的誤差分析
4.1.6 MOSFET退化參數(shù)測量電路的誤差分析
4.1.7 運算放大器退化參數(shù)測量電路的誤差分析
4.2 數(shù)據(jù)的預處理
4.2.1 對于閾值電壓的誤差值的修正
4.2.2 對于電容容值的誤差值的修正
4.2.3 對于接觸電阻的誤差值的修正
4.3 建模方法概述
4.3.1 灰色系統(tǒng)建模
4.3.2 支持向量機回歸建模
4.3.3 廣義神經(jīng)網(wǎng)絡建模
4.4 典型器件退化模型建立
4.4.1 電阻參數(shù)的變化模型
4.4.2 電解電容退化模型
4.4.3 光電耦合器退化模型
4.4.4 電磁繼電器退化模型
4.4.5 MOSFET退化模型
4.4.6 運算放大器退化模型
4.5 本章小結
結論
參考文獻
附錄
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]GaN基肖特基勢壘二極管的漏電流傳輸與退化機制[J]. 任艦,蘇麗娜,李文佳,閆大為,顧曉峰. 半導體光電. 2019(06)
[2]基于ATE的FPGA測試技術研究和應用[J]. 王華. 電子與封裝. 2018(07)
[3]功率MOSFET壽命預測技術研究[J]. 康錫娥,郜月蘭. 微處理機. 2017(05)
[4]宇航用雙極器件和光電耦合器位移損傷試驗研究[J]. 李錚,于慶奎,羅磊,孫毅,梅博,唐民. 航天器環(huán)境工程. 2017(01)
[5]采用LabVIEW編程的OLED光電性能綜合測試系統(tǒng)[J]. 王璐薇,張方輝. 微型機與應用. 2016(24)
[6]面向射頻系統(tǒng)級封裝的自動測試系統(tǒng)[J]. 繆旻,段肖洋,劉曉芳,劉歡. 北京信息科技大學學報(自然科學版). 2016(05)
[7]晶體管輸出型光電耦合器長期儲存壽命研究[J]. 李洪玉,金雷,陳春霞,歐熠,張佳寧,謝俊聃,成精折. 半導體光電. 2014(02)
[8]存在不穩(wěn)定失效現(xiàn)象光耦的失效分析研究[J]. 孟猛,張延偉,王旭. 電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗. 2011(01)
[9]光電耦合器的CTR退化機理及其控制對策[J]. 徐愛斌,李少平,歐葉芳,鄭廷圭. 電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗. 2001(02)
[10]MOSFET熱載流子退化/壽命模型參數(shù)提取[J]. 楊謨華,于奇,王向展,陳勇,劉玉奎,肖兵,楊沛鋒,方朋,孔學東,譚超元,鐘征宇. 半導體學報. 2000(03)
博士論文
[1]開關電源多元質量穩(wěn)健優(yōu)化設計技術[D]. 周月閣.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[2]航天電磁繼電器貯存可靠性退化試驗與評價方法的研究[D]. 王召斌.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[3]航天繼電器可靠性評價及壽命試驗方法的研究[D]. 余瓊.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[4]晶體管輸出型光電耦合器輻照及其噪聲研究[D]. 李應輝.電子科技大學 2010
[5]小子樣復雜系統(tǒng)可靠性信息融合方法與應用研究[D]. 馮靜.國防科學技術大學 2004
碩士論文
[1]基于加速退化試驗的模擬IC長壽命評估技術研究[D]. 吳兆希.電子科技大學 2018
[2]一種氣體放電管自動測試系統(tǒng)的研究[D]. 史豆豆.西安石油大學 2018
[3]電解電容與光電耦合器的退化參數(shù)測量與分析[D]. 季雪松.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[4]基于自適應電源調整的FPGA抗退化方法研究[D]. 顏秉澤.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[5]半橋驅動芯片參數(shù)自動測試系統(tǒng)的設計[D]. 朱泳翰.東南大學 2016
[6]基本單元電路的NBTI機制下性能退化分析及改進方法研究[D]. 花修春.華東師范大學 2016
[7]開關電源關鍵器件失效研究及探測[D]. 徐仕偉.電子科技大學 2016
[8]GaN功率器件自動測試系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 周洋洋.電子科技大學 2015
[9]基于性能參數(shù)退化的航天繼電器可靠性建模與評估研究[D]. 孟彥辰.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[10]基于關鍵元器件退化的模擬電路行為分析及模型建立[D]. 陳誠.哈爾濱工業(yè)大學 2014
本文編號:3206375
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究的目的和意義
1.2 國內外研究現(xiàn)狀
1.2.1 無源器件退化的研究現(xiàn)狀
1.2.2 有源分立器件退化的研究現(xiàn)狀
1.2.3 有源集成器件研究現(xiàn)狀
1.2.4 參數(shù)測量系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
1.2.5 器件退化建模的研究現(xiàn)狀
1.3 本文的結構安排以及主要內容
第2章 典型器件的退化機理分析
2.1 電阻的退化參數(shù)確定
2.1.1 電阻退化的機理分析
2.1.2 電阻的典型退化參數(shù)
2.2 電解電容的退化參數(shù)確定
2.2.1 電解電容退化的機理分析
2.2.2 電解電容的典型退化參數(shù)
2.3 光電耦合器的退化參數(shù)確定
2.3.1 光電耦合器退化的機理分析
2.3.2 光電耦合器的典型退化參數(shù)
2.4 電磁繼電器的退化參數(shù)確定
2.4.1 電磁繼電器退化的機理分析
2.4.2 電磁繼電器的典型退化參數(shù)
2.5 MOSFET的退化參數(shù)確定
2.5.1 MOSFET退化的機理分析
2.5.2 MOSFET的典型退化參數(shù)
2.6 運算放大器的退化參數(shù)確定
2.6.1 運算放大器退化的機理分析
2.6.2 運算放大器的典型退化參數(shù)
2.7 本章小結
第3章 典型器件的退化參數(shù)測量系統(tǒng)搭建
3.1 測量需求總體分析
3.2 參數(shù)測量系統(tǒng)硬件設計
3.2.1 參數(shù)測量系統(tǒng)硬件方案
3.2.2 各器件退化參數(shù)的測試電路設計
3.2.3 儀器選型
3.2.4 測量系統(tǒng)通信方式分析
3.2.5 信號轉接模塊設計
3.3 參數(shù)測量系統(tǒng)軟件設計
3.3.1 參數(shù)測量軟件總體框架
3.3.2 軟件功能設計
3.3.3 軟件界面設計
3.4 本章小結
第4章 典型器件退化模型建立
4.1 測量誤差分析
4.1.1 誤差分析的目的與意義
4.1.2 電阻退化參數(shù)測量電路的誤差分析
4.1.3 電解電容退化參數(shù)測量電路的誤差分析
4.1.4 光電耦合器退化參數(shù)測量電路的誤差分析
4.1.5 繼電器退化參數(shù)測量電路的誤差分析
4.1.6 MOSFET退化參數(shù)測量電路的誤差分析
4.1.7 運算放大器退化參數(shù)測量電路的誤差分析
4.2 數(shù)據(jù)的預處理
4.2.1 對于閾值電壓的誤差值的修正
4.2.2 對于電容容值的誤差值的修正
4.2.3 對于接觸電阻的誤差值的修正
4.3 建模方法概述
4.3.1 灰色系統(tǒng)建模
4.3.2 支持向量機回歸建模
4.3.3 廣義神經(jīng)網(wǎng)絡建模
4.4 典型器件退化模型建立
4.4.1 電阻參數(shù)的變化模型
4.4.2 電解電容退化模型
4.4.3 光電耦合器退化模型
4.4.4 電磁繼電器退化模型
4.4.5 MOSFET退化模型
4.4.6 運算放大器退化模型
4.5 本章小結
結論
參考文獻
附錄
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]GaN基肖特基勢壘二極管的漏電流傳輸與退化機制[J]. 任艦,蘇麗娜,李文佳,閆大為,顧曉峰. 半導體光電. 2019(06)
[2]基于ATE的FPGA測試技術研究和應用[J]. 王華. 電子與封裝. 2018(07)
[3]功率MOSFET壽命預測技術研究[J]. 康錫娥,郜月蘭. 微處理機. 2017(05)
[4]宇航用雙極器件和光電耦合器位移損傷試驗研究[J]. 李錚,于慶奎,羅磊,孫毅,梅博,唐民. 航天器環(huán)境工程. 2017(01)
[5]采用LabVIEW編程的OLED光電性能綜合測試系統(tǒng)[J]. 王璐薇,張方輝. 微型機與應用. 2016(24)
[6]面向射頻系統(tǒng)級封裝的自動測試系統(tǒng)[J]. 繆旻,段肖洋,劉曉芳,劉歡. 北京信息科技大學學報(自然科學版). 2016(05)
[7]晶體管輸出型光電耦合器長期儲存壽命研究[J]. 李洪玉,金雷,陳春霞,歐熠,張佳寧,謝俊聃,成精折. 半導體光電. 2014(02)
[8]存在不穩(wěn)定失效現(xiàn)象光耦的失效分析研究[J]. 孟猛,張延偉,王旭. 電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗. 2011(01)
[9]光電耦合器的CTR退化機理及其控制對策[J]. 徐愛斌,李少平,歐葉芳,鄭廷圭. 電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗. 2001(02)
[10]MOSFET熱載流子退化/壽命模型參數(shù)提取[J]. 楊謨華,于奇,王向展,陳勇,劉玉奎,肖兵,楊沛鋒,方朋,孔學東,譚超元,鐘征宇. 半導體學報. 2000(03)
博士論文
[1]開關電源多元質量穩(wěn)健優(yōu)化設計技術[D]. 周月閣.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[2]航天電磁繼電器貯存可靠性退化試驗與評價方法的研究[D]. 王召斌.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[3]航天繼電器可靠性評價及壽命試驗方法的研究[D]. 余瓊.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[4]晶體管輸出型光電耦合器輻照及其噪聲研究[D]. 李應輝.電子科技大學 2010
[5]小子樣復雜系統(tǒng)可靠性信息融合方法與應用研究[D]. 馮靜.國防科學技術大學 2004
碩士論文
[1]基于加速退化試驗的模擬IC長壽命評估技術研究[D]. 吳兆希.電子科技大學 2018
[2]一種氣體放電管自動測試系統(tǒng)的研究[D]. 史豆豆.西安石油大學 2018
[3]電解電容與光電耦合器的退化參數(shù)測量與分析[D]. 季雪松.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[4]基于自適應電源調整的FPGA抗退化方法研究[D]. 顏秉澤.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[5]半橋驅動芯片參數(shù)自動測試系統(tǒng)的設計[D]. 朱泳翰.東南大學 2016
[6]基本單元電路的NBTI機制下性能退化分析及改進方法研究[D]. 花修春.華東師范大學 2016
[7]開關電源關鍵器件失效研究及探測[D]. 徐仕偉.電子科技大學 2016
[8]GaN功率器件自動測試系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 周洋洋.電子科技大學 2015
[9]基于性能參數(shù)退化的航天繼電器可靠性建模與評估研究[D]. 孟彥辰.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[10]基于關鍵元器件退化的模擬電路行為分析及模型建立[D]. 陳誠.哈爾濱工業(yè)大學 2014
本文編號:3206375
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