超大面阵碲镉汞探测器低应力设计及有限元分析

随着碲镉汞材料和器件技术的不断发展,满足大视场、超高分辨率应用需求的超大阵列规模的红外探测器逐步投入工程应用,超大面阵探测器芯片的低温可靠性成为封装技术的重点研究内容。以某超大面阵碲镉汞混成芯片为研究对象,采用有限元仿真分析法研究了冷头材料体系、冷台外径、冷台的结构形式等因素对混成芯片低温应力和芯片光敏面低温变形的影响规律,最终优化设计出一套可满足超大面阵芯片低温可靠性要求的冷头结构和材料体系。仿真结果显示,该冷头体系硅电路低温下最大应力约为70 MPa,碲镉汞光敏区在低温下的变形约为30■m。仿真结果能满足工程应用可靠性要求的经验仿真阈值,有效改进了超大面阵红外探测器的高可靠小型化封装技术。     

红外探测器降温时间的影响因素分析

为了提高武器系统的战术指标,需要实现红外探测器的快速降温。通过分析探测器结构列出了影响探测器降温时间的相关因素。然后分别进行了降低杜瓦冷台热容、降低热耗、提升冷台部分粘接剂的导热系数以及调整制冷器喷液口到杜瓦冷台距离等方面的降温时间对比试验。通过分析试验结果得出以下结论:对于锥形金属杜瓦来说,影响最大的因素是冷台部分的热容,降温时间缩短与热容降低的比例接近;其次是制冷器与杜瓦之间的热交换效率;改善其它因素也能缩短探测器的降温时间,但效果不明显。该结论为红外探测器降温时间研究的改进方向提供了更为直观的参考。     

考虑封装的SAW谐振式传感器仿真研究

针对小体积射频声表面波(SAW)传感器性能受封装影响大的问题,该文提出了耦合模(COM)模型与三维电磁分析结合的仿真方法。利用COM模型计算出芯片的单端口S参数;使用三维电磁场仿真软件HFSS对表面贴装的陶瓷封装结构进行建模,仿真计算出封装的S参数;对芯片及封装结构S参数在电路仿真软件ADS中进行结合,得出考虑封装的SAW谐振式传感器仿真结果。实验制作了工作在428.5 MHz的SAW单端谐振传感器,采用该文所述方法仿真的理论结果与实验测量结果更接近,验证了上述方法的可行性。     

热释电红外探测器的PSPICE仿真设计探讨

介绍了热释电红外探测器的结构及工作原理,由热释电效应推导出了热释电电流及电压响应表达式,利用仿真软件PSPICE分析了热释电探测器等效电路模型,并在红外专用芯片BISS0001不可重复触发工作方式下给出了探测器的实用电路.     

基于Pspice的热释电红外探测器设计探讨

介绍了热释电红外探测器的结构及工作原理,由热释电效应推导出了热释电电流及电压响应表达式,利用仿真软件Pspice分析了热释电探测器等效电路模型,并在红外专用芯片BISS0001不可重复触发工作方式下给出了探测器的实用电路。     

基于可靠性试验的InSb红外探测器失效机理研究

对于芯片加速寿命可靠性试验来说,温度是其中最重要的一环。首先,立足于芯片可靠性试验中温度的变化,探究高温烘烤对InSb红外探测器芯片光电性能的影响;然后对盲元的类型进行了分类,并总结出了像元损伤的可能原因;最后利用有限元分析软件对探测器结构进行了热应力仿真和分析,进一步明确了芯片碎裂的机理。由仿真结果可知,芯片中心位置受力较大,其值在680 MPa左右,这与InSb探测器中心位置易发生疲劳失效现象相吻合。提供了一种研究InSb探测器失效机理的新思路,对于高性能InSb红外探测器的研制具有一定的实际指导意义。     

金刚石/Cu材料在快启动红外探测器中应用的可行性分析

针对当前制冷型红外焦平面阵列(Infrared Focal Plane Array,IRFPA)探测器对制冷启动时间(快速启动)的要求,对影响探测器启动时间的具体因素进行了分析.结果 表明,冷台零件的降温速度对探测器的启动时间有一定程度的影响.对当前国内导热材料进行了调研,找到了一种与红外探测器混成芯片相匹配的材料,并...     

红外探测器杜瓦结构的快启动优化

某型号红外探测器组件在工程应用中需要极短的制冷启动时间,红外焦平面探测器组件的启动时间与制冷器的制冷性能和杜瓦冷头的热学性能相关。本文在不改变J-T制冷器状态的条件下,通过对杜瓦结构的冷屏、框架、冷台等零件的热负载设计优化仿真优化设计,减小冷头热质量,提高导热效率,有效减少了组件的制冷启动时间。     

一种红外探测器冷头结构的设计优化

针对某红外探测器工作时冷头结构发生异常、热阻变大以致冷头芯片不到温的现象,开展了相关研究。采用Ansys有限元软件对该红外探测器的冷头结构进行了仿真分析,并结合分析结果对其进行了优化设计。通过仿真分析发现,优化后的冷头结构在保证探测器芯片低温应力与低温变形的情况下,可以显著降低冷头表面及冷头结构件的应力。按照优化后的冷头结构来装配三个新状态的红外探测器组件,并对其进行了1000次的老炼实验。结果表明,实验前后冷头的强度、探测器响应的非均匀性和盲元率等关键指标并未发生变化;优化后冷头结构的可靠性更高,有利于探测器的长期使用;优化方案合理。     

光探测器芯片小信号等效电路模型的建立

提出了一种光探测器芯片小信号等效电路模型及其建立方法,首先根据光探测器的物理结构确定其等效电路模型,模型考虑了影响光探测器高频性能的主要因素，然后精确测量了光探测器芯片的S参数,通过遗传算法对测量的S参数进行拟合,最终计算出模型的各个参量，在130MHz-20GHz范围内的实验结果表明,模型仿真结果与测量结果相吻合,证明了建模方法的可靠性。该模型有效地模拟了光探测器芯片的高频特性,利用该模型可以对光探测器及相应光电集成器件进行电路级仿真和优化。     

2PSK调制解调的DSP实现

设计了以TMS3205402 DSP为数字信号处理平台,对语音信号的2PSK调制与解调系统.包括DSP硬件系统结构外围电路的设计以及软件的设计两大部分.所设计的系统通过音频接口芯片TLC320AD50C进行A/D和D/A转换,通过DSP的多通道缓冲串行接口McBSP实现TLC320AD50C与DSP芯片的通信,通过DSP软件完成2PSK调制解调功能.     

大面阵红外探测器与低温冷平台集成后的应变测试研究

大面阵红外探测器是红外遥感仪器的核心元件。该类探测器大多由小规模面阵探测器拼接组成,与杜瓦低温冷平台集成后形成杜瓦组件。探测器在杜瓦低温冷平台上安装集成后的应力状态是影响芯片性能和寿命的关键因素。测试了低温时探测器在自由状态下和被安装在杜瓦组件内应变片的热输出,再利用两者的差值表征了探测器与杜瓦低温冷平台集成后的额外应变。以2000×512探测器组件为例,进行了测试验证分析,结果表明该方法可行。     

适用于软件无线电基带芯片验证的实时原型平台

随着半导体芯片器件规模急剧增长,对芯片的功能验证以及场景验证提出了更多的挑战。而对于基带SOC芯片,挑战则更加显著。基带SOC芯片的设计验证涉及到大量算法、信号处理专用电路、软硬件协同、实时复杂场景等功能评估与验证。一般通用的芯片验证方法(基于测试用例的服务器离线验证以及FPGA原型验证)无法覆盖对基带芯片评估、验证以及测试的要求。针对基带芯片设计验证需求,本文设计并实现了一个基于软件无线电的通用实时原型平台,可满足不同频段、不同协议的基带芯片的算法评估、功能及场景测试需求。本文基于该通用实时原型平台,成功的对一款GPS/BD导航基带芯片进行了实时原型验证,解决了原有离线仿真不能满足的实时场景验证需求,使得基带芯片的验证环境更加贴近真实环境,从而极大的提高了芯片的成功率。     

用MSM64164实现的微型测速测温装置

日本OKI公司的MSM64164四位单片微机具有体积小、指令丰富、I／0接口功能强的特点。本文介绍利用这种微处理器芯片组成一种带时钟的数字式测速测温装置；介绍了这种芯片的基本特点和装置的硬件结构，以及RC振荡器式的A／D转换功能的实现和软件设计的基本思想。该装置可以广泛地应用于健身器材和自行车等行业。     

Qt在光学芯片仿真软件设计中的应用

介绍了Qt控件库Qwt和QwtPlot3D的开发方法,并在光学芯片仿真系统中实现温度场分布数据可视化时得到应用,取得了良好的可视化效果.结果表明,Qt在CAD仿真软件开发中具有很强的优势.     

单片机应用系统仿真策略的研究

针对大中专院校开设的《单片机原理与接口技术》课程实验教学环节中,单片机硬件容易损坏及维护问题,研制开发了单片机硬、软件系统的仿真软件。他将完全取代单片机硬件仿真器和单片机汇编语言仿真软件．取而代之的是以PC机为平台,基于VB的可视化界面、事件驱动原理,在VB的环境下,实现对单片机系统软件的模拟和硬件电路的仿真。本文阐述了一种基于离散事件系统仿真原理的单片机系统仿真软件的仿真策略。采用进程交互法对单片机的硬、软件系统实现了仿真。     

基于FPGA与Cortex—M3的仿真验证平台设计

本文主要介绍基于xillaxK7系列FPGA与ARMCortexM3处理器设计的可用于仿真与芯片验证的综合平台。本文结合FPGA与ARMCortexM3处理器的技术特点,着重描述了该平台的软硬件设计与应用场合,并介绍了平台实际使用情况。     

基于ARM的便携式晶体管参数测量平台研制

介绍一种晶体管参数测量平台的方案．给出硬件组成和软件流程。使用ARM处理器及WinCE系统作为软硬件基础,以S3C2410为核心控制电路,利用12位D／A模块TLV5618产生稳定的控制电压、10位A／D模块TLC1543完成电压测量。将晶体管参数测量平台与单片机及传统示波器测量平台做了比较,其测量精度高于示波器,并且在对数据的分析处理能力及速度上ARM优于单片机,结果表明该系统性能可靠、速度快、精度高且便携。