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关键词： 功率放大器   热机械可靠性   寿命预测   限流保护  

摘要： 随着电子元器件的研发与生产正朝着高质量和高性能方向稳步发展,功率放大器作为驱动电路的核心组件,面临着小型化、智能化和高可靠性等严峻挑战。由于我国起步晚,目前国内基于功率放大器的生产研发,仍存在因缺少限流保护设计导致键合线烧毁和芯片烧毁等问题。因此本项目针对以上背景,选择了某型号TO-3封装国产化的功率放大器作为研究对象,前期已经进行了初步限流保护设计（称之为第二代功率放大器）。论文首先对第二代功率放大器的限流保护性能及温循后的产品可靠性进行分析,然后基于第二代器件设计出可满足工作要求的第三代产品,最后基于有限元进行可靠性分析,论文主要工作总结如下: （1）第二代功率放大器限流保护功能测试与分析。首先设计并搭建限流保护测试平台,对所有样品的限流保护功能进行测试,结果表明样品最大输出电流均无法达到预定期望电流（5A）。随后搭建探针电阻测试平台测量检验电阻变化,发现测量的结果比实际需要检验电阻高将近20%,从而导致输出电流偏小。 （2）对第二代功率放大器在温度循环后的可靠性进行分析,本文主要研究电性能与键合线键合强度在温循后的变化。实验结果表明,温循后器件输出电流均会有所降低,尤其在500次循环后电流变化最大,电流降低13%。结合国内外文献分析推断,电流减小是由于温循过程中IMC层出现新的物质且该物质电阻值较大。此外,温循后键合线的键合强度出现下降,在循环1500个周期后从647.28mN下降至456.48mN,其中下降率在100次温度循环后达到了最大是19%。温循后,键合线强度仍满足最小键合强度的要求。 （3）基于上述实验分析结果,对限流保护电路进行改进设计,以满足限流性能要求;首先对电路结构与模块进行分析,确定设计检验电阻范围为0.1320～0.1618Ω。结合理论计算与仿真软件模拟,对金属导带结构设计,确定最终的电阻模型,完成第三代限流保护设计。构建第三代产品与第一代未含限流保护设计的两种功率放大器仿真模型,通过加载同样的热边界条件,研究热-力条件下应力应变情况,并结合Coffin-Manson寿命预测模型进行寿命预测。结果表明,相比于无限流保护功率放大器,第三代产品模型最大等效应力与弹性应变均有所下降。布局发生变化的键合线应力主要集中在键合界面处。含有限流保护的疲劳寿命为3384h。 本文的功率放大器经历电性能测试与电阻测试,输出电流无法达到5A;温度循环测试后,键合线键合强度均大于176.52mN,满足测定要求。由于IMC层出现Au5Al2,导致输出电流降低;优化限流保护电路,并借助仿真软件,设计出输出电流可以达到5A且不超过6A的检验电阻;利用仿真软件进行仿真证明,改进后的电路降低等效应力并且提高使用寿命。

关键词： FX2N-32MR   E5CZ   PT100   MCGS  

摘要： 传统电火箱存在电阻调节不准确、箱体内温度调节不安全等问题。为解决这类问题，采用三菱PLCFX2N的PLC作为温控核心、PT100作为传感器，通过E5CZ温控模块来设计温度监控系统，从而达到对电火箱温度实时数字化控制，以此提高整个电火箱的节能性和安全性。

关键词： 企业所得税   集成电路产业   税收优惠政策   产业发展  

摘要： 集成电路产业作为新兴产业的支柱与核心,在经历了2018年以来以美国为首的西方国家对我国集成电路产业的封锁之后,我国急需提高集成电路国产自给率。当下我国对于集成电路产业企业所得税优惠政策出台了很多,并且优惠力度逐渐加大,而我国集成电路产业“卡脖子”的境地依旧严峻。以往研究大多着眼于高新技术企业以及先进制造业税收优惠政策对企业发展影响的研究,而对于进一步细化的战略新兴产业研究相对较少。因此本文聚焦集成电路产业发展问题,探究企业所得税优惠是否显著激励了我国集成电路产业发展,并提出政策建议。 本文从企业所得税优惠对企业发展的影响机制出发,梳理了我国历年来集成电路产业享受的企业所得税优惠政策,分析了当前集成电路产业企业所得税优惠政策存在的问题。在政策分析的基础上,以558家集成电路上市企业作为研究样本,选取其2018—2023年的相关数据进行实证分析。此外,通过梳理和分析美、韩、日三个典型国家的相关实践,总结集成电路产业企业所得税优惠政策的经验,最后结合我国实际提出我国企业所得税优惠政策调整的几点建议。 本文研究认为,当前我国企业所得税优惠政策促进了集成电路产业发展,应当继续给予我国集成电路产业企业所得税优惠政策并提高政策的稳定性,其次应当紧贴集成电路行业的特点,关注集成电路生产制造企业的发展,进一步增加对资本投资和研发投入的政策支持,并提高企业所得税优惠政策与其他政策之间的配合,最后应当努力为集成电路产业发展营造有利的国际税收环境。

关键词： 电子应用开发   电子电路仿真技术   作用  

摘要： 电子电路仿真技术是促进电子应用开发的一项新技术，该技术在电子应用开发中可发挥数据支持作用，促使产品功能得到拓展和更新。因此，本文首先对电子电路仿真技术进行概述；其次，分析该技术在电子应用开发中发挥的作用；最后，在电子应用开发中对该技术作用实现的路径进行制定，从而切实发挥该技术在电子应用开发领域中的作用。

关键词： 印刷电路板式换热器   跨临界甲烷   机器学习   一维仿真   多目标优化  

摘要： 随着我国“双碳”战略的提出,能源转型的进程进一步加快,天然气具有清洁、高效、环保等优点,其燃烧产生的二氧化碳排放量相对煤炭和石油较低,是一种较为环保的化石能源,在我国的能源结构中发挥越来越重要的作用。我国远洋天然气储量丰富,通过提高天然气生产与储运效率,能够显著减少能源的浪费和环境的污染。印刷电路板式换热器(PCHE)具有结构紧凑、换热高效等显著优势,是天然气开采和气化过程的理想选择。本文提出了基于机器学习方法的液化天然气(LNG)气化器中直通道PCHE内甲烷流动换热特性预测模型,同时提出一种基于微元分段法和机器学习模型的流动换热一维仿真模型,最后对PCHE通道的直径和长度进行多目标优化,设计出兼具高换热系数和低流动压降的通道结构。 首先,使用机器学习方法对半圆形直通道PCHE内甲烷的流动换热参数进行建模。通过对数据库各参数进行相关系数分析、数据集分割比例和神经网络架构的选择、机器学习模型的超参数优化等方式,提出了完善的机器学习建模流程,并对人工神经网络、极限梯度增强算法、轻型梯度增强机和随机森林四种模型的预测精度进行了比较分析。结果表明,数据集的不同划分比例对机器学习模型预测结果的影响较小,上述四种模型均具有较好的预测效果,通过调整模型的超参数,可以进一步提高预测的准确性。通过评分机制选取了人工神经网络的最佳架构,使其对换热系数和压降的预测精度最佳,预测相关系数均达到0.999。 此外,基于微元法编写PCHE流动换热一维仿真模型。通过将训练得到的神经网络模型耦合进仿真模型中,实现了对PCHE流动换热过程中内部参数的精准预测。探究了质量流率、进口压力、通道直径和壁面热流对甲烷气化过程中流动和换热的影响,揭示了甲烷的物性变化情况。结果表明,较大的质量流率和直径及较小的进口压力和壁面热流会导致甲烷温度降低,同时会导致甲烷的相变发生在PCHE通道的不同位置,进而导致物性的复杂变化。 最后,通过多目标优化方法对PCHE进行结构设计。通过建立PCHE长度和通道直径的代理模型,实现对拟优化区间内不同PCHE通道结构下出口参数的准确预测。通过对代理模型进行优化求得帕累托解集,并使用TOPSIS方法得到最优解,最后使用一维仿真模型验证该最优解对应的压降和换热系数。优化结果表明,得到的最优结构能够综合权衡PCHE的长度和直径参数,实现换热系数和压降的同时改善。提出的基于代理模型的多目标优化方法与一维仿真方法的误差小于2%,该方法可以快速完成PCHE优化设计。

关键词： 非制冷红外焦平面   数字控制电路   低功耗设计   非均匀校正   半定制设计  

摘要： 焦平面读出电路（Readout Integrated Circuit,ROIC）,作为非制冷红外探测器的关键组件,是当代红外技术领域的研究重点之一,当前的非制冷红外探测器读出电路正在逐步向高速度、高集成度和数字化方向发展,而读出电路中的数字电路正是满足功能、实现要求的关键所在。 本论文针对对18行×18列的非制冷红外焦平面阵列进行像元数据读取,采用半定制化设计,对读出电路的数字控制电路进行设计,主要研究内容如下: （1）根据18行×18列的焦平面阵列参数与模拟电路参数需求,对读出数字电路进行研究,基于行级扫描,列级读出的工作状态,设计为五个模块:同步接口、命令编译模块、时序产生模块、寄存器读写操作模块、寄存器映射表,实现对模拟电路的数控与像元数据的读取等功能,并基于台积电0.18μm（TSMC 18）工艺库实现了电路的物理设计。 （2）实现与模拟电路协同进行读出工作,重点设计了两个接口:SDIO接口与ITU接口,接口的主时钟频率为54 MHz,与外部接口的同步时钟周期为27MHz。其中SDIO为三线制,ITU为八线制,读出电路通过以上两个接口与外界进行通信,实现对像元数据（14-bit）的读取、SRAM数据（6-bit）的读取与覆写等功能。 （3）设计了参数配置功能:通过读写寄存器命令对电路进行参数配置,进而控制电路工作,例如:控制行周期、接口的同步时钟、计数器计数方式（格雷码或二进制）等。 （4）设计了日志记录,对读出电路的工作状态进行记录,并提供了高级错误命令的识别功能,例如对帧起始或写SRAM命令帧中接收读写寄存器命令等会引起严重故障的错误操作的检测以及记录。 本设计与模拟电路部分组成了完整的系统级芯片（System on Chip,SOC）,实现了非制冷红外焦平面读出电路的全部功能。芯片面积为0.286 mm2,在54MHz的工作频率下,其功耗为37.14 mW,满足了设计要求,可以与模拟电路相适配,为非制冷红外焦平面读出数字电路奠定了良好的基础。

关键词： 集成电路   研发团队   激励机制   薪酬福利  

摘要： 研发团队是集成电路产业发展和壮大的基石,是众多集成电路公司竞相追逐的对象,SY电路公司现有的激励方式竞争力较低,已经无法满足优秀研发人员的物质、精神需求,导致骨干成员流失严重,降低了公司的创新水平。 首先,论文采用访谈法,与SY电路公司管理层、研发团队成员、人力资源部成员沟通,从薪酬福利、职位晋升、教育培训三个方面阐述公司激励机制现状。其次,采用问卷调查法,调查结果显示公司激励机制的满意度比较低,存在的问题是薪酬福利激励竞争性弱、职位晋升资源有限、教育培训无法满足需求,问题成因是薪酬福利激励观念意识薄弱,职位晋升标准模糊不清晰,教育培训资源不足方法落后。第三,基于综合型激励理论、宽带薪酬理论和绩效管理理论,结合SY电路公司研发团队实际情况,优化激励机制方案,增加研发团队的薪酬额度,构建宽带化的薪酬模式,提高薪酬的市场竞争力,实施双通道的职位晋升机制,实现行政和研发岗位的平调,加强研发团队的教育培训,建立常态化的教育培训模式,提高教育培训有效性,满足研发团队的发展需求。第四,SY电路公司成立一个激励机制管理委员会,组建激励机制实施指导部门,建立完善监督制度、申诉制度、沟通和反馈制度,加强企业领导的支持和宣传力度,整合绩效管理体系和企业文化,提升激励信息化水平。 论文研究创新包括两个方面,一是研究视角创新,从集成电路公司研发团队的视角进行研究,研究对象更加具体,研究内容更具有实用性。二是研究内容创新,基于综合性激励理论,融合满意度、宽带薪酬等多种方法,建立一个全面的、系统的激励机制,满足SY电路公司研发团队激励需求,提升公司的科技创新能力。

关键词： 低压差稳压器   电路设计   噪声特性   数字修调   电压钳位  

摘要： 人们的生活方式随着需求变化不断更迭，促进了电子产品向着便携，多功能、高精度、低噪声、低功耗等方向发展。但是实现这些优良的功能要有一个共同的前提，即要保证芯片内部的供电电压稳定。本文在以上背景下，采用高增益低噪声的运算放大器，辅以修调电路和保护电路设计了一种高精度、低噪声的低压差线性稳压器。　　本文设计的LDO电路主要由核心的带隙基准电路模块、误差放大器模块、功率输出级模块三个主要模块构成，首先，对于带隙基准电路的设计需要重点考虑基准电路所产生的噪声，LDO电路中，噪声主要由带隙基准电路提供，因此对于此模块选择具有较低噪声特性的类型。其次，由于芯片在生产的过程中，不同的工艺偏差对基准电路输出电压精度也会产生一定的影响，所以采用数字修调技术对于制造工艺所产生偏差的优化也可以直接提高LDO电路的整体精度;在提供给LDO的基准电压需要进行一定的滤波降噪处理，保证LDO使用的基准电压精度足够高，最后，在LDO的输出端采用电压钳位技术，能有效地降低LDO在接收到负载电流变化的时候产生的较大过冲，保护了后面需要LDO供电的低压器件。由于工业和车规级芯片在使用过程中内部温度过高、电流过大及输出电压过冲过高，都会导致芯片工作性能受损，电路的功率输出级辅以保护电路，本文采用过压保护电路和过流保护电路控制电路的使能端可以有效的防止这种情况的发生。　　本文设计工艺环境采用TSMC 180nm工艺，使用Cadence软件对设计的LDO电路进行仿真验证，后仿结果显示电路工作温度在-40℃～125℃范围下的温度系数为9.799ppm/℃,线性调整率为0.010％/V,负载调整率为0.168mV/A,蒙特卡洛精度为±3.3％，后仿真的总精度可以达到±3.5％;低频下的电源抑制比为86.7dB，10～100kHz范围内积分噪声为39.12μV。综合这些仿真数据可以评判所设计电路满足高精度低噪声的目标。

关键词： 轨道电路   威布尔分布   海因里希法则   可靠度   维修周期优化  

摘要： 轨道电路作为铁路信号设备―三大件‖之一,是铁路安全稳定运行的最重要信号设备之一,其稳定性是保证列车安全运行重要指标之一。然而从故障数据分析来看,轨道电路发生故障的数量在所有电务故障数量中占比仍比较高。目前现有的轨道电路维修周期不适用,且缺少对轨道电路维修周期科学制定的相关方法和措施,导致轨道电路故障率居高不下,因此开展对轨道电路维修周期优化研究具有重要意义。 本文以ZPW-2000A型客专轨道电路为研究对象,现称为―高铁ZPW-2000轨道电路‖,下文简称为―轨道电路‖。文章针对现有轨道电路维修中存在的维修不足、维修过剩以及盲目维修的情况,梳理了轨道电路的发展,分析了轨道电路的作用、结构及服役状态下轨道电路的维修情况,使用故障树分析法对轨道电路故障进行了分析和分级,并以轨道电路历史故障数据作为数据基础,开展了轨道电路最佳维修周期的优化研究。 论文主要创新点如下: （1）通过维修情况调研和故障数据收集,总结出轨道电路维修周期制定的不足之处,利用故障树分析法对轨道电路异常红光带进行分析,为研究划分轨道电路故障等级提供了依据。 （2）利用威布尔分布方法对数据进行分析,并使用x2检验方法对分布模型与实际分布的拟合程度进行检验,检验收集的故障数据符合威布尔分布后,利用威布尔分布计算出在满足可靠度要求下的最小维修间隔时间。 （3）引入海因里希法则结合故障分级对轨道电路进行历史可靠度评估,构建了单位时间内的维修费用期望损失最小值模型,在充分考虑设备可靠工作的前提下减小维修成本的投入,并以C局集团有限公司高铁ZPW-2000A轨道电路故障数据进行实例分析,得出单位时间内的维修费用期望损失最小值模型曲线。 本文图37幅,表7个,参考文献48篇。