DPSA双极器件中的1/f噪声特性研究

在现代高性能模拟集成电路设计中,噪声水平是影响电路性能的关键因素之一.研究了双多晶自对准高速互补双极NPN器件中发射板结构对器件直流和低频噪声性能的影响.实验结果表明,多晶硅发射极与单晶硅界面超薄氧化层以及发射极几何结构是影响多晶硅发射极双极器件噪声性能的主要因素.     

多晶硅导电材料的1/f噪声模型研究

在多晶硅导电材料的1/f噪声迁移率涨落、载流子数涨落机制和模型的基础上,修正了基于迁移率涨落机制的噪声模型。通过分析材料中载流子输运的实际物理过程,论证了产生1/f噪声的两种机制同时存在于多晶硅材料中,提出建立多晶硅导电材料1/f噪声双机制不同掺杂浓度统一模型的思路。     

1/f噪声的统计动力学分析

从理论分析的角度,得出结论:1/f噪声拥有一定的能谱.得到了一个普适的公式,扩展了1/f噪声理论的应用范围.     

One‐Pot Synthesis of Antimony‐Embedded Silicon Oxycarbide Materials for High‐Performance Sodium‐Ion Batteries

Sodium‐ion batteries have recently attracted intensive attention due to their natural abundance and low cost. Antimony is a desirable candidate for an anode material for sodium‐ion batteries due to its high theoretical capacity (660 mA h g^?1). However, the utilization of alloy‐based anodes is still limited by their inherent huge volume changes and sluggish kinetics. The Sb‐embedded silicon oxycarbide (SiOC) composites are simply synthesized via a one‐pot pyrolysis process at 900 °C without any additives or surfactants, taking advantage of the superior self‐dispersion properties of antimony acetate powders in silicone oil. The structural and morphological characterizations confirm that Sb nanoparticles are homogeneously embedded into the amorphous SiOC matrix. The composite materials exhibit an initial desodiation capacity of around 510 mA h g^?1 and maintained an excellent capacity retention above 97% after 250 cycles. The rate capability test reveals that the composites deliver capacity greater than 453 mA h g^?1, even at the high current density of 20 C rate, owing to the free‐carbon domain of SiOC material. The electrochemical and postmortem analyses confirm that the SiOC matrix with a uniform distribution of Sb nanoparticles provides the mechanical strength without degradation in conductive characteristics, suppressing the agglomeration of Sb particles during the electrochemical reaction.     

光电耦合器总剂量辐照的噪声表征

 本文在研究光电耦合器工作原理、辐照理论及1/f噪声理论的基础上,分析了光电耦合器辐照噪声产生机理及特性,建立了光电耦合器总剂量辐照损伤噪声模型.研究结果表明,随着辐照总剂量增强, LED及光敏管氧化层中引入的氧化层陷阱密度增多,载流子数涨落增强,从而使电压噪声功率谱密度增加.实验结果验证理论分析的正确性,电压噪声功率谱密度可作为光电耦合器辐照损伤表征参量.     

基于迁移率波动的MOSFET线性区域1／f噪声模型

统一的1/f噪声模型,例如BSIM3模型,已经在噪声预测与分析中有着广泛的应用,在多数情况下有很好的效果.然而文献[1]中基于物理机理分析的研究表明,统一的1/f噪声模型对处于线性区p-MOSFET不能进行正确的描述:当偏置电压V_gs增加时,该模型低估了噪声功率的增加.据此,本文提出了一种基于物理机理的迁移率波动(MF)1/f噪声模型,并给出了新MF模型与统一的1/f噪声模型在线性区的仿真结果.从仿真结果可以看出,新噪声模型更接近于测试的结果.     

55 nm SONOS闪存单元的1/f噪声特性研究

基于55 nm ULP CMOS工艺来制备SONOS闪存单元,并通过1/f噪声测试等方式对测试单元的器件特性进行表征。基于1/f噪声表征和转移特性,分析了编程态和擦除态下SONOS闪存单元内部缺陷水平的变化规律与机制。针对1/f噪声与亚阈值特性的缺陷水平出现矛盾的现象,引入NBTI中的双阶段模型进行阐述,进一步分析1/f噪声测试环节对SONOS器件的影响。     

1/f Noise of Sb-Heterostructure Diodes for Pre-Amplified Detection

The 1/f noise of a series of Sb-heterostructure diodes with varying area has been measured. Standard power law formulas for the frequency and voltage dependence were found adequate to summarize the data. An inverse dependence of voltage noise spectral density on the area was determined, consistent with the simple resistor model. Simulations using the noise formula predict that pre-amplification gain in the 30 to 35 db range can produce a sub-1degK noise equivalent temperature difference in realistic imaging cameras     

基于DM6437的压缩感知1/f噪声估计

基于压缩感知及稀疏分解的数据估计,将采集到的含高斯白噪声的1/f噪声数据信号传输至数字信号处理器TMS320DM6437系统,利用其自带小波函数进行小波分解稀疏化,通过压缩感知重构估计1/f分型信号,并尝试改变迭代次数优化估计效果,计算参数γ值并输出。仿真表明,DM6437系统可以很好地利用压缩感知及稀疏分解技术估计出1/f分型信号,大大优化了硬件检测1/f噪声的方法。     

辐射源温度和1/f噪声对探测器D*值影响的理论分析

传统的红外系统设计理论直接引用D*,没有考虑D*的温度特性和红外系统中1/f噪声的影响,对此进行了修正.从探测率的物理特点出发,推导探测率D*与光谱探测率D*(λ)的关系式,当辐射源的温度与测试D*用的黑体温度不同时,引入波段探测率修正因子.同时,提出一种在1/f噪声成分大的条件下对窄带噪声测量的D*值进行修正的方法.在此基础上提出D*值的综合修正方法.所述数学模型可作为系统设计和性能评价的理论依据.     

硅压阻输出微传感器的1/f噪声

从理论和实验上系统地讨论了压阻输出微传感器的噪声 .选用了单晶硅、非晶硅、多晶硅和微晶硅四种材料作为压阻材料 ,设计了 16种不同尺寸的力敏 Wheastone电桥 ,并对器件分别进行了两种不同浓度的掺杂和两种不同条件的退火 ,共获得 2 5 6种压阻输出的微传感器 .测量所有器件的噪声 ,并对噪声谱进行理论分析 ,实验结果表明单晶硅具有最低的 1/ f 噪声和 Hooge因子 (α)的值 ,而非晶硅略好于微晶硅和多晶硅 .几何尺寸大的力敏电阻具有低的 1/ f 噪声 ,但 α值不受器件尺寸的影响 .掺杂浓度增加 10倍时 ,不同器件的 1/ f 噪声降低介于35 %— 5 0 %之间 .     

GaAlAs红外发光二极管1/f噪声研究

在宽范围偏置条件下,测量了GaAlAs红外发光二极管（IRLED）的低频噪声,发现1／f噪声幅值与偏置电流If^γ的r次方成正比,在小电流区,r≈1。在大电流区r≈2。建立了一个GaAlAs IRLED的1／f噪声模型,得到与实验一致的定性结果。基于该模型的分析表明．低电流区GaAlAs IRLED的1／f噪声源于体陷阱对非平衡载流子俘获和发射导致的扩散电流涨落,高电流区的1／f噪声源于结空间电荷区附近氧化层陷阱对该处表面势的调制而引起载流子表面复合速率的涨落。该研究结果为1／厂噪声表征GaAlAs IRLED的可靠性提供了实验基础与理论依据。     

基于多尺度Wiener滤波器的分形噪声滤波

针对淹没在1/f噪声中的有用信号恢复问题,本文提出了一套基于双正交小波变换与Wiener滤波的多尺度滤波算法,并设计出多尺度Wiener滤波器.首先,利用双正交小波变换将带有1/f噪声的信号分解成多尺度的子带信号,通过小波变换对1/f噪声的白化作用,消除了1/f噪声的非平稳性、自相似性和长程相关性.其次,在小波域内,利用Wiener滤波,实现了噪声和有用信号的分离,估计出了各子带中的有用信号.最后,利用双正交小波的精确重构性,较好地恢复出淹没在1/f噪声中的有用信号.仿真实验表明,该滤波器能有效的抑制分形噪声,显著地提高信噪比.     

一种LC-VCO 1/f3相位噪声优化方法

建立了差分互补型电感电容压控振荡器(LC-VCO)的等效分析模型.采用有效截止频率厂T.e.来表征MOS管的充放电能力,结合振荡器起振后共模输出电压下降的现象,提出了优化1/f3相位噪声的方法.采用该方法并结合跨导效率gm/ID设计方法,实现了LC-VCO 1/f3相位噪声的优化,并在0.18 μm CMOS工艺上获得验证.结果表明,该优化方法可以使频偏在1 kHz以内的相位噪声改善2～3 dB,可用于开环LC-VCO作为本振的低功耗无线收发机及高性能晶体振荡器的电路设计中.     

新的晶圆级1/f噪声测量法

提出了一种新的可靠的晶圆级1/f噪声测量方法和架构.测试架构采用了吉时利的一系列仪器,包括4200-SCS、428和一个低通滤波器,并且采用了吉时利的自动特征分析套件(ACS)软件来控制测量仪器的操作,采集/分析测得的数据.由于所用的低通滤波器能够消除所有高于0.5 Hz的噪声,因此大大提高了1/f噪声的测量精度.利用这一测量架构能够在各种偏压条件下评测具有不同尺寸的nMOS和pMOS器件的1/f噪声特征.     

大功率InGaAsP/GaAs量子阱半导体激光器的直流和1/f噪声性质

对大功率InGaAsP/GaAs量子阱(QW)半导体激光器(LD)的直流(DC)特性和小注入下的低频噪声(LFN)特性进行了实验研究.DC检测发现,V-J和I dV/dI-I可以对LD的电流泄漏作出判断.LFN检测发现,小注入下的1/f低频电压噪声幅值Bv(I)∝I<'βv>.理论分析和老化实验均表明,电流指数βv与载流子输运和电流泄漏机制之间有很好的相关性,存在电流泄漏和无辐射复合的器件其|βv|较小,可靠性较差.     

1/f噪声功率谱的加权最小二乘法拟合

本文导出了用最小二乘法对1/f噪声功率谱进行曲线拟合的具体算法,提出了一种提高拟合精度的加权法,并与传统方法对比分析了拟合误差,用实际处理结果证明了加权法对1/f噪声功率谱低频部分的拟合质量有很大改善,能提高曲线拟合的整体效果.     

混合模式电应力损伤对SiGe HBT器件1/f噪声特性的影响研究

研究了混合模式应力损伤对SiGe HBT器件直流电性能的影响,对比了混合模式损伤前后器件1/f噪声特性的变化。结果表明,在SiGe HBT器件中,混合模式损伤在Si/SiO₂界面产生界面态缺陷P_b,导致小注入下基极电流增加;H原子对多晶硅晶界悬挂键的钝化作用引起中等注入区基极电流减小,导致电流增益增强。混合模式损伤缺陷位于硅禁带宽度内本征费米能级附近,虽然使基区SRH复合电流增加,却不会改变器件的低频噪声特性。     

基于虹膜图像特征的噪声检测方法

在虹膜识别系统中,采集得到的图像,除了虹膜信息外,一般还会存在睫毛、眼睑及光源的像点等干扰.这会对虹膜的边界定位和特征提取产生影响,并最终导致识别率降低.通过对眼睑、睫毛、光斑噪声检测的研究,根据噪声的特点,提出一种新的快速定位眼睑的方法,并对双阈值检测睫毛的方法进行改进.试验结果表明,该方法能有效去除虹膜区域噪声干扰,提高识别率.     

一种新型的红外影像ME噪声去除方法

记忆效应(Memory Effect, ME)噪声是发生在红外光机扫描仪影像中的一种条带噪声。扫描条带中,有明显亮暗突变位置的景物的ME噪声尤其明显,会严重影响影像的目视效果。传统的ME噪声去除方法基于系统脉冲响应函数构建复原滤波器,使用复原滤波器对图像进行复原。该方法的缺点是必须有精确的系统脉冲响应函数。针对传统方法的不足,提出了一种新的ME噪声去除算法。该算法利用影像自身的辐射信息,使用检测模板遍历整景影像以检测ME噪声,对检测到的噪声使用迭代法去除。最终,选取资源一号01星的IRMSS影像进行了试验。结果表明,该方法可以有效去除ME噪声,从而提升图像的辐射质量。