電子器件噪聲復(fù)雜性分析算法與軟件研究.pdf

1、電子器件的內(nèi)部噪聲(特別是以l/f噪聲為代表的低頻噪聲)，是制約器件靈敏度和檢測精度的一個關(guān)鍵指標(biāo)，同時也是表征器件質(zhì)量和可靠性的一個重要敏感參數(shù)。因此，噪聲作為電子器件可靠性的表征方法和電路模塊的診斷檢測工具在國際上已得到相當(dāng)廣泛的研究和應(yīng)用。 由于電子器件噪聲是隨機(jī)信號，一般使用功率譜分析方法，提取噪聲的點頻值、擬合功率譜幅值和頻率指數(shù)等參量來表征器件內(nèi)部機(jī)制的變化。但功率譜分析法是一種線性平均的方法，對于噪聲這種非線性、非

2、平穩(wěn)、處處奇異的信號并不十分合適，需要尋找一種新的噪聲分析方法。從表面上看，電子噪聲信號具有不規(guī)則性、明顯的不可預(yù)測性或隨機(jī)性。換句話說，這種信號具有較大的復(fù)雜性。因此本文將復(fù)雜性分析方法應(yīng)用于電子器件噪聲分析。 本文選取了幾種復(fù)雜性分析方法，它們包括關(guān)聯(lián)熵、關(guān)聯(lián)維，Lempel-ziv復(fù)雜度和漲落復(fù)雜度等。對這些方法進(jìn)行研究，提取算法并編程實現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上，本文還基于電子器件噪聲的時域特點進(jìn)行了復(fù)雜性多參量表征法的探索。整合本

3、文所實現(xiàn)、使用和實驗室已有的復(fù)雜性分析方法，本文設(shè)計并編寫了電子器件噪聲復(fù)雜性分析軟件。應(yīng)用復(fù)雜性分析方法對模擬噪聲和實測噪聲進(jìn)行研究，得到了一些初步結(jié)果： 基于相關(guān)積分的關(guān)聯(lián)熵和關(guān)聯(lián)維可以分辨出隨機(jī)電報疊加模型產(chǎn)生的1/f噪聲。隨著1/fr噪聲中頻率指數(shù)r的增大，關(guān)聯(lián)熵、關(guān)聯(lián)維和Lempel-Ziv復(fù)雜度逐漸減小，漲落復(fù)雜度則先增后減。在Al互連電遷移噪聲信號分析中，復(fù)雜性分析方法對于表征Al互連電遷移發(fā)展過程及預(yù)測互連失效都