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NTC型红外探测器可靠性的低频噪声表征技术研究

作　者: 王博
导　师: 庄奕琪
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: NTC型红外探测器低频噪声模型电特性模型可靠性表征
分类号: TN215
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 105次
引　用: 2次
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内容摘要

现代科学技术的快速发展为红外探测器的广阔应用提供了技术支撑,高性能红外探测器层出不穷。负温度系数(NTC)热敏电阻型是国内外地球卫星姿态控制系统用主要红外探测器类型之一,也是该系统的核心元器件,其性能对整个卫星姿态控制系统影响重大。出于技术保密和国家战略要求,国外对该类器件均实行技术封锁,国内自研的该类红外探测器尽管在实际星用系统中得到广泛应用,但低频噪声等关键参数仍然是限制地球敏感信号检测接收,进而影响系统灵敏度和可靠性的关键因素。因此对NTC型红外探测器的低频噪声进行深入研究,建立红外探测器可靠性的低频噪声表征方法,具有重大的实际意义。本文首先在研究红外探测器工作原理和应用系统的基础上,深入分析了NTC型红外探测器各失效模式及失效机理。针对本文研究对象,实验结果表明,低频噪声增大及电压峰-峰值随机增加是其主要失效模式。其次,研究红外探测器低频噪声测试方法,建立低频噪声电路,编制对应的噪声测试分析软件系统。典型红外探测器噪声测试结果(包括背景噪声、热噪声、主片噪声、补片噪声以及总噪声)表明,本系统能准确测试并分析NTC型红外探测器低频噪声及其特征参数。第三,基于上述理论研究和测试系统,完成了红外探测器多次高低温老化试验及其试验结果对比分析,老化前后元件交流参数(电压峰-峰值)和低频噪声参数(热噪声幅值、1/f噪声幅值、转折频率、功率谱密度、宽带热噪声、宽带总噪声和噪声系数)的变化趋势表明:随这老化循环次数的增加,1/f噪声幅值与转折频率明显增加。第四,深入研究了红外探测器导电特性及其物理机制,建立了其常规电参数定量模型;详细研究了红外探测器低频噪声种类及产生机理,建立了该类元件各种低频噪声物理模型;基于上述实验结果和理论研究,建立红外探测器电参数与噪声参数的关联模型,构建了其可靠性的低频噪声敏感表征参量,给出了其可靠性的低频噪声表征方法。本文的完成为本人日后的工作和学习打下了一个较为良好的基础。事实上,红外探测器可靠性低频噪声表征技术的研究仍需要深入探索,本人在今后的工作学习中仍然需要不断学习和积累经验。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-12
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 国内外相关研究概况  9-10
  1.3 课题研究内容及论文结构  10-12
第二章红外探测器可靠性分析  12-18
  2.1 红外探测器工作原理  12-15
  2.2 红外探测器失效模式  15-16
  2.3 红外探测器失效机理  16-17
  2.4 小结  17-18
第三章 NTC 型红外探测器低频噪声研究  18-24
  3.1 红外探测器低频噪声特性分析  18-20
    3.1.1 热噪声  18-19
    3.1.2 散粒噪声  19
    3.1.3 g-r 噪声  19
    3.1.4 1/f 噪声  19-20
  3.2 红外探测器低频噪声产生机理  20-21
  3.3 红外探测器G-R 噪声模型  21-22
  3.4 红外探测器1/F 噪声模型  22
  3.5 小结  22-24
第四章 NTC 型红外探测器低频噪声测试方法  24-34
  4.1 NTC 型红外探测器低频噪声测试原理  24-25
  4.2 NTC 型红外探测器低频噪声测试系统  25-30
    4.2.1 系统构成  25-26
    4.2.2 系统硬件  26
    4.2.3 系统软件  26-30
  4.3 测试结果与分析  30-33
  4.4 小结  33-34
第五章 NTC 型红外探测器可靠性的低频噪声表征方法  34-56
  5.1 红外探测器测器可靠性的常规表征方法  34-36
  5.2 红外探测器可靠性的敏感参量分析  36-39
  5.3 红外探测器可靠性的低频噪声表征模型  39-52
    5.3.1 电学模型  39-48
    5.3.2 噪声模型  48-50
    5.3.3 低频噪声表征模型  50-52
  5.4 红外探测器可靠性的低频噪声表征方法  52-54
    5.4.1 表征参量集的构建  53
    5.4.2 表征参量阈值分析  53-54
  5.5 小结  54-56
第六章总结  56-58
  6.1 主要研究工作及结论  56-57
  6.2 展望  57-58
致谢  58-60
参考文献  60-63

NTC型红外探测器可靠性的低频噪声表征技术研究

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