论文部分内容阅读
以商业化的硅工艺为基础的MOS电阻阵动态红外景象投射器(DIRSP),由于在半实物仿真(HWIL)系统中出色的表现,近来已经获得了长足的发展。深入的研究表征电阻阵DTRSP整体性能的参数体系和包含在单元电路内部的热和电学特性,是电阻阵DIRSP进一步发展的迫切要求。
本文围绕MOS电阻阵动态红外景象投射器的研制和测试,通过对辐射体和单元电路的研究,解释了存在于电阻阵DIRSP的许多问题;并通过对整个器件的红外光学特性的实际测试,获得了评价和使用电阻阵DTRSP的基本参数.具体的讲主要有以下几点内容:
首先,本论文回顾了电阻阵的发展背景,和国内外的一些研究历程,对电阻阵动态红外景象投射器有了一个大致的认识。
其次,总结了一套可以评价电阻阵动态红外景象投射器的参数体系,包括真实温度、等效黑体辐射温度、温度范围、温度分辨率、灰度等级、串音、空间分辨率、非均匀性、帧频、光谱范围和发射率等,并给出了比较清楚的定义;特别对于等效黑体辐射温度、温度分辨率,帧频与时间参数的关系等做了深入探讨。
再次,又研究了辐射体的热电特性,测量了辐射体电阻随输入功率的变化关系;辐射体电阻的电阻温度关系;通过ANSYS的仿真计算,然后与辐射体电阻R与驱动功率P的关系的对照,得出了一套适合具体微桥的一套随温度变化的包括热容、热导率、电阻率等的参数系统,并由此获得了具有实验基础的仿真得到的微桥辐射体表面的温度分布。
接着,研究了辐射体在两种单元电路驱动下,其时间参数的变化情况,指出由于辐射体电阻具有一定的TCR,造成恒流驱动时功率具有相当大的随温度的波动,这是造成恒流驱动的共源结构电路的上升时间大于近似恒定功率的共漏源极跟随器结构的主要原因;并通过实验验证了理论分析。
最后,实际参与测量了电阻阵整体的等效黑体辐射温度随控制电压的变化关系,获得了2.3—3.4V控制电压对应的微桥等效黑体辐射温度,并由此分析获得了微桥的温度分辨率;测量了电阻阵在2.8,3.3和3.8V下的光谱特性,由此按照比色法计算出了桥面大致的真实温度和发射率;测量了微桥的时间参数,得到了上升时间和下降时间,指出了该微桥的潜在最大工作频率;观察了电阻阵的衬底升温情况。