BISS0001在热释电红外开关上的应用

介绍被动式热释电红外线传感信号处理器BISS0001的结构和工作原理，以及利用BISS0001并配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关．本设计利用此开关控制一台微型水泵来实现液体的自动供给．经实际使用证明，BISS0001本身不发射出任何类型的辐射，器件功耗很小，价格低廉．     

电压偏置下考虑了自热效应的非致冷红外测辐射热计响应率的推导

非致冷红外测辐射热计是一种有源器件,工作时器件的自热效应不容忽略。从理论上推导出在电压偏置下考虑了自热效应的非致冷红外测辐射热计响应率的计算公式。     

应变SiGe SOI p-MOSFET温度特性研究

SiGe SOI p-MOSFET在高频、高速、低功耗、抗辐射方面具有极大的优势。但二氧化硅埋层较低的热导率以及SiGe材料较低的热稳定性,使器件内部自加热效应的减弱或消除成为提高器件温度特性的关键因素。对应变SiGe SOI p-MOSFET温度特性机理进行研究,给出了三种缓解MOS—FET器件内部自加热效应的结构,并对其效果进行对比分析。结果表明：DSOI结构不适宜于低压全耗尽型SOI器件;Si3N4-DSOI结构对自加热的改善幅度较小;Si3N4埋层结构效果最好,尤其在低温领域改善更为明显。     

MOSFET低温热载流子效应

与常温下相比，低温工作ＭＯＳ器件具有许多优点，但低温热载流子引起的器件蜕变却明显增强，本文简要研究了这种效应，包括低温热载流子的行为和界面态的产生及其对器件特性蜕变的影响，最后，从器件结构和工作条件等方面提出了抑制低温热载流子效应的设计考虑。     

界面热阻对GaN HEMT自热效应的影响

主要研究了界面热阻对在大功率工作条件下的GaN HEMT的自热效应的影响。当GaN HEMT器件工作在大功率条件下时会产生自热效应使得自身温度升高,将会使得器件有源沟道温度升高,影响到器件的正常工作特性,产生温漂等一些列现象。计算了GaN HEMT器件不同材料界面之间的界面热阻,在此基础之上,进行三维建模,仿真了GaN HEMT器件在考虑界面热阻时的温度分布情况。     

DSOI,SOI和体硅MOSFET的特性测量比较

严重的自热效应和浮体效应是绝缘体上硅(SOI)器件的主要缺点.绝缘体上漏源(DSOI)结构的提出就是为了抑制SOI器件中的这两种效应.为了实现DSOI器件结构并且研究DSOI器件的特性,和SOI器件与体硅器件进行对比,采用新型的局域注氧工艺成功地在同一管芯上制作了DSOI、体硅和SOI 3种结构的器件.通过对3种结构器件的电学特性和热学特性的测量比较,证明了DSOI器件成功地抑制了浮体效应,并且大大降低了自热效应.由于DSOI器件漏、源区下方埋氧层的存在,在消除了SOI器件严重的自热效应和浮体效应的同时,保持了SOI器件相对体硅器件的电学特性优势.DSOI器件成功地结合了SOI器件和体硅器件的优点,并且克服了两者的缺点,是一种很有希望的高速低功耗新器件.     

GaN基HFET多栅指结构自加热效应及其优化

研究了在大功率工作条件下的Ga N HFET器件的自加热效应。当Ga N HFET器件工作在大功率条件下时所产生的自加热效应,将会使得器件的有源沟道层的温度升高,影响到器件的工作特性。首先分析了多栅指结构的Ga N HFET器件在一定功耗条件下的的温度分布情况,然后在此基础之上,对Ga N HFET做了相应的优化,使得器件的温度有一定程度的降低。     

高精度高压脉冲电源原理与实验研究

在脉冲电场非热效应应用中，高精度高压脉冲电源是关键技术之一。利用大功率开关器件(IGBT)配合脉冲升压变压器可以得到高精度高压脉冲电源。该电源通过复杂可编程逻辑器件(CPLD)来产生脉冲触发信号，经大功率IGBT专用驱动模块驱动，可以实现脉冲电压在0～10kV，脉冲频率在10Hz～5kHz，脉冲宽度在2～30μs以及脉冲个数在1～100内的精确控制，并可实现脉冲宽度以1μs为步长增减，可以满足脉冲电场非热效应应用的参数要求。     

有机电致发光器件的热传导特性研究

采用简化热阻模型和一维稳态有内热源的热传导方程,对有机电致发光(OLED)器件的热传导特性进行了研究.为了改善OLED器件的性能,设计并实现了一种新型结构的OLED器件.在给定OLED器件的结构、输入功率、对流换热和热物性参数等因素情况下,推导得出OLED器件运行时温度升高与输入功率,基片及各功能层薄膜的热导系数、厚度、面积等之间的关系式,建立了OLED器件内部的温度分布关系.研究结果表明,器件内的有机层和基底的传热性能是影响器件温度分布的重要因素,在功率密度为1.167×104W/m2、外界温度为300 K时,OLED器件在发光层AlQ3中可获得最高温度,其温度值比环境温度高29 K.在研发OLED器件过程中,要提高OLED器件的热稳定性,改善焦耳热效应对OLED器件性能的影响,则需要选用热物性较好的OLED有机材料,使有机层与导热性能良好的电极保持良好接触.通过实验研究,验证了理论分析的正确性.在相同的输入功率情况下,对自制备的若干Al阴极厚度不同的OLED器件进行了比较分析,验证了理论模型的有效性.研究结果对于OLED研发具有重要的价值.     

以铜酞菁为过渡层的有机电致发光器件特性

研究过渡层结构对有机薄膜电致发光器件性能的影响。分别以铟、锡的氧化物 ( indium- tin- oxide,ITO)为阳极 ,以镁银合金 ( Mg:Ag)为阴极 ,用真空热蒸发法制备了结构为 ITO/ Cu Pc/ TPD/ Alq3/ Mg:Ag和 ITO/ TPD/ Alq3/ Mg:Ag的两类器件 ,并测定了器件的衰减曲线、发光光谱以及亮度—电压特性曲线。结果显示 :铜酞菁过渡层的使用虽然改善了器件的稳定性 ,但是却增大了器件的启亮电压 ,而且器件最大发光强度和最大光视效能也降低了。结果表明 :在高稳定性和高亮度、高光视效能不可兼得的时候 ,需要通过选择过渡层材料 ,优化制备工艺 ,获得一个最佳平衡值     

热释电红外探测实验装置的设计与应用

该文分析介绍了热释电红外传感器的结构和工作原理,设计了热释电红外探测实验装置。人体辐射的红外光通过热释电红外传感器转换成微弱的电压信号,经带通滤波放大,由窗口比较电路输出高电平,经延时电路,驱动二极管发光。实验内容包括红外信号处理实验、响应距离特性实验。分析介绍了电路原理及实验方法。利用该实验装置开发了热释电红外报警器、红外自动开关等实际应用电路。实验装置应用于河南大学电子信息科学与技术、测控技术与仪器等专业进行红外探测实验,并开展创新设计。     

一种MEMS热电制冷器的设计

研究一种基于MEMS工艺的微型热电制冷器.采用薄膜热电材料减小器件的尺寸,采用微机械加工工艺形成的硅杯结构降低衬底的热泄漏.器件在材料和工艺上都与微电子工艺兼容,易于与电子器件集成.分别讨论了热电臂长度、厚度及绝缘膜厚度等结构参数对器件最大制冷温差、制冷系数、制冷功率等性能的影响,得出最优的设计参数.分析中考虑了绝缘层热泄漏,制冷区的热对流和热辐射,以及接触电阻等非理想因素.分析结果表明,器件工作时达到的最大温差为40 K;冷端温度为290 K时,制冷功率为3 mW.     

现代技术中的微量级热现象

近年来，在制造具有新颖结构的微型器件和材料（例如微电子器件、微机电系统和各种先进材料）方面取得了巨大的进展。这种发展使得热科学领域中的热现象。从发生在大量级结构中转移到发生在级结构中。对于更好地理解和控制能量传递而言，这种转移既提出了挑战又提供了机遇。本文从微尺寸、微结构和微时间三方面说明了上述微量级热现象。     

降低红外焦平面热失配应力方法

采用有限元分析方法研究了碲镉汞红外焦平面器件在低温下由于不同热膨胀系数引起的热失配应力,在碲镉汞/硅/宝石片三层结构中,低温下碲镉汞受到张应力,易于损坏.根据膨胀合金的特性,提出了两种焦平面器件结构,一是将低膨胀合金因瓦材料置于宝石片下面;二是将定膨胀合金柯伐材料置于硅和宝石片之间,两种结构均可有效降低碲镉汞的热应力.这两种结构已分别用于256×1、256×256和2048×1中波红外碲镉汞焦平面器件的制备,实验结果表明可明显提高碲镉汞焦平面器件的可靠性.     

物理化学实验中差热图谱的解析讨论

讨论了DTA图谱(差热图谱)中峰的起点、顶点、结束点、峰面积、重叠峰的意义以及峰形所揭示的某些反应动力学意义；阐述了DTA图谱的解析方法，在一定实验条件下可以定性确定样品在实验温度范围内是否产生热效应，以及产生热效应的起始温度和相对热效应的大小。     

CPLD在超声波传感器驱动控制电路中的应用

针对超声波应用系统易受噪声干扰以及超声波信号的空间衰减现象影响，从而要求超声波传感器工作在其最佳特征的特点，论证了驱动脉冲信号的控制精度对传感器工作特性的影响，给出了传感器驱动信号脉冲宽度与传感器频率之间的最佳关系式，提出了采用复杂可编程逻辑器件（ＣＰＬＤ）产生传感器驱动控制信号的方法，将该方法应用于一超声波流量计测量系统中，得到了比传统型单片机控制电路更好的控制精度和控制效果。     

各向异性二维材料的热输运及热辐射调控研究进展

二维材料体系中能量输运与宏观体材料存在显著差异.因此，二维材料的热输运和热辐射的研究对微纳器件热管理、辐射制冷等具有重要意义.本文首先总结了典型各向异性二维材料(如WTe₂、CrOCl、Ta₂NiS₅)的热学特性，分析了材料结构对热输运的影响，展示了在二维材料中调控热流的新机制；其次，针对高功率密度器件散热需求，总结了影响热界面材料性能的关键因素，回顾了利用二维材料各向异性的热输运特性提高聚合物复合材料热导率的新方法，包含空间取向调控、导热网络构建等；最后，围绕辐射制冷、红外伪装等领域应用需求，基于二维材料的独特晶体结构和电子结构，总结了通过离子插层方式调控发射率的新途径，全面分析了主客体结构、外加电场等对红外发射率的影响，展示了优化发射率调控能力的新途径.本文通过梳理相关研究进展，加深了对二维材料热输运和热辐射调控机制的理解，分析了材料制备、物性表征、机制探究中面临的挑战，展望了相关研究的发展方向.     

真空栅介质场效应晶体管自热效应模型

针对纳米尺度金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)热传输尺度效应对自热效应影响加剧的问题,提出一种考虑尺度影响的真空栅介质垂直堆叠硅纳米线(SiNWs)环栅场效应晶体管(GAA FET)自热效应模型。首先,分析硅薄膜与SiNWs内声子散射自由程之间的关系,量化用于衡量声子边界散射的SiNW热导率衰减因子;然后,根据国际上现阶段关于纳米硅薄膜热导率的解析模型,推导得到考虑尺度效应影响的SiNW热导率解析模型;最后,结合纳尺度器件热传输的关键路径,建立起考虑尺度影响的GAA SiNWs FET自热效应模型。在TCAD软件中采用所提自热效应模型实现了GAA SiNWs FET自热效应的数值计算。仿真结果表明:低热导率真空栅介质、垂直堆叠多热源与热传输尺度效应将导致真空栅介质GAA SiNWs FET热生成与扩散过程更加复杂,加剧器件自热效应;通过真空栅介质间隙与环绕气体压强之间的折中设计能够最大化栅极热传输能力,达到抑制器件自热效应以改善器件性能及其可靠性的目的;与传统自热效应模型估算的热点温度值相比,所提出的自热效应模型预测的真空栅器件内热点温度提高了30%,表明该自热效应模型能够有...     

基于音速喷嘴固体内部温度分布的“热效应”分析

由于音速喷嘴自身特殊的结构,气体在喷嘴中膨胀降温,低温气体与喷嘴固体内部结构的传热过程一方面会使喷嘴固体内部结构产生热膨胀现象,另一方面会使热边界层发生变化,称之为音速喷嘴"热效应".作为"热效应"的基本特性,音速喷嘴固体内部温度分布特性值得深入研究.首先结合音速喷嘴固体内部瞬态温度分布测量传感器及克里金空间插值算法,获得了瞬态温度分布云图.实验结果表明,喷嘴固体内部温度轴向分布呈现两端高中间低特点,实验最大温降达14.2,℃.接着分析了"热效应"对流量计量的影响.一方面,从有限元分析角度研究了喷嘴固体内部结构约束膨胀对流动特性的影响,对于喉径为2.15,mm的喷嘴,将喷嘴固体内部结构约束膨胀简化为自由膨胀修正流出系数会引起较大误差.另一方面,根据热边界层理论修正式计算发现,当温降为10,℃、喉部雷诺数为1.0×103时,由热边界层变化引起的流出系数误差达到0.408%,.     

BJ016E热变形的全息干涉研究

新的微电子和微型系统器件的产生需要各种各样新材料和新复合材料在机械特性和温度特性上的广泛利用。近几年,微电子和微型系统器件正向高密度化、精密化、微型化、薄性化和高集成化方向迅速发展。在研究这些封装的应力——应变实验技术中,全息干涉测量方法因其高灵敏度、高精度、非接触性、全场分析,可直接获取离面位移等优点被广泛的应用。本文则利用全息干涉法中的二次曝光来研究BJ016E功率放大器件的加电后发热而产生的热应力引起的形变。加热后沿着器件边缘,引线和焊点产生了非共面的离面变形。得到了一些实验现象,并初步进行了分析。