基于电噪声的光电耦合器加严筛选技术及应用

摘要

光电耦合器以其体积小、寿命长、无机械触点、抗干扰性强等优点被广泛应用于军事和航天领域，其噪声与器件的内部缺陷密切相关，已经成为影响器件可靠性，甚至器件功能的一个主要因素。光电耦合器的低频噪声通常表现为1/f噪声和g-r噪声的叠加，随着偏置条件的变化，可在很大的频率范围内观测到g-r噪声。在时域内，g-r噪声表现为大幅度的“台阶”波形，严重影响器件的工作特性。更重要的是g-r噪声的出现反映了器件内部的潜在缺陷，通常认为重金属杂质和位错等在半导体器件禁带中引入的深能级是g-r噪声的主要来源。对光电耦合器噪声的研究有助于检测该类器件各种缺陷的特性，尤其是潜在缺陷对器件性能的影响。因而测量低频噪声(1/f噪声和g-r噪声)已经成为表征光电耦合器内部缺陷及其可靠性的一种重要手段。 本文在详细分析光电耦合器低频噪声的基础上，研究了噪声用于光电耦合器可靠性筛选的方法。爆裂噪声可以严重地影响光耦器件的可靠性，爆裂噪声可以作为光电耦合器件噪声筛选的物理判据。通过对光耦器件噪声高斯性分析，在现有光耦器件噪声筛选统计判据的基础上，探讨了光耦器件筛选物理判据及其应用。物理判据具有比统计判据更多的优越性，而不需要大样本的样品。为多种不同型号的光电耦合器件测试搭建了测试电路，完成了各种型号的光电耦合器件低频噪声测试和筛选实验，验证了这个方法的可行性和有效性。

目录

文摘

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第一章绪论

第二章光电耦合器件的噪声理论基础

2.1光电耦合器件的类型

2.2噪声的理论基础

2.2.1噪声的数学基础

2.2.2噪声的分类

2.3光电耦合器件的噪声

2.3.1光电耦合器件的I-V特性

2.3.2光电耦合器件的白噪声

2.3.3光电耦合器件的1/f噪声

2.3.4光电耦合器件的g-r噪声

第三章加严筛选物理判据与筛选方法

3.1原有筛选判据与方法

3.2爆裂噪声与光耦器件可靠性及质量的关系

3.3爆裂噪声作为光电耦合器筛选的物理判据

3.3.1基于噪声物理判据筛选的优点

3.3.2明显爆裂噪声谱的拟合

3.3.3双谱作为基于爆裂噪声的光电耦合器筛选补充物理判据

3.3.4不明显爆裂噪声可以用双谱表征

3.4不含爆裂噪声的情况

3.5改进的筛选判据

第四章验证与应用

4.1光电耦合器件的测试

4.2筛选判据验证

4.2.1验证方案

4.2.2验证过程

4.2.3结果及结论

4.3筛选判据应用

4.3.1原判据

4.3.2新判据

第五章结论与展望

5.1论文成果

5.2展望

致谢

参考文献

在研期间主要研究成果