基于alpha稳定分布半导体器件1f噪声建模及参数估计方法研究

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1、分类号：ＴＩＮ９１Ｉ单位代码：ＷＩ８３研巧生学号：２０１巧２２０９７密级：公开吉林大学名页女学位论文単术学位（）基于ａｌｐｈａ稳定分布半导体器件Ｖｆ噪声建模及参数估计方法研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＭｏｄｅｌｉｎａｎｄＰａｒａｍｅｔｅｒＥｓｔｉｍａｔｉｏｎｉｎ１／ｆＮｏｉｓｅｇＢａｓｅｄｏｎＡｌｈａＳｔａｂｌｅＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｐ作者姓名：王玉样专业：控制理论与控制工程研究方向：低频噪声信号处理指导教师；孙晓东副教授培养单位：通信工程学院２（ｎ６年６月未经本论文作者的书面授权，依

2、法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博±（或硕±）学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导Ｆ，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，木论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写巧的作品成果。对本ｔ，ｙ。文的研究做出重要贡献的个人和集体巧已在文中？明确方式标明本人完全意识到本声明的法律学结位果论由文本作人者

3、承签担。名：ｔ曰期：年月曰７————————————————————————————————基于alpha稳定分布半导体器件1/f噪声建模及参数估计方法研究————————————————————————————————ResearchonModelingandParameterEstimationin1/fNoiseBasedonAlphaStableDistribution作者姓名：王玉祥专业名称：控制理论与控制工程指导教师：孙晓东副教授学位类别：工学硕士答辩日期：2016年6月4日吉林大学硕士学位论文摘要基于alpha稳定分布半导体器件1/f噪声建模及参

4、数估计方法研究随着科学技术的迅猛发展，电子设备被广泛的应用到诸多领域。在核能发电、航天军工、海底勘探等高科技领域中，电子设备的可靠性要求极高，半导体器件作为电子设备重要的组成单元，它的可靠性与系统稳定性密切相关，然而半导体器件在批量生产中不可避免地生产出具有潜在缺陷的器件，这部分器件使用寿命较短，对系统的稳定性存在重大隐患，一旦出现故障，可能会导致不可挽回的损失。因此，半导体器件可靠性分析方法日益受到了国内外众多学者的广泛关注。近些年来，可靠性检测的研究方法主要集中在老化试验法和噪声分析法。噪声分析法相比老化试验法具有测试时间短、设备要求低、测试效率高且对测试器件无损伤等

5、特点，已成为当下主流的分析研究方法。1/f噪声作为半导体器件低频噪声的主要组成部分，它的特性与器件的内部缺陷具有紧密联系，因此，深入探究1/f噪声特性对器件可靠性分析具有十分重要的意义。本文提出了对1/f噪声建立alpha稳定分布模型，并基于alpha稳定分布理论对1/f噪声参数估计方法展开研究。主要研究内容如下：本文首先以齐纳稳压二极管为研究对象搭建噪声测试系统，然后介绍了半导体器件低频噪声测量方法、抗干扰措施以及硬件结构。针对存在的系统结构噪声、模拟电路噪声等等，本文采用了小波包自适应阈值去噪算法对系统实测数据进行降噪，实验表明该算法具有良好的降噪效果。此外对半导体器

6、件低频噪声构成与alpha稳定分布基本概念进行了详细介绍。其次，根据无穷方差检验方法验证了1/f噪声属于非高斯分布，由此提出了对1/f噪声建立alpha稳定分布模型并开展了建模理论研究，深入分析了三种模型参数估计方法，由实验估计结果的一致性验证了1/f噪声满足alpha稳定分布的必要条件；对1/f噪声分别建立高斯分布模型与alpha稳定分布模型，从主观视觉的角度比较两个模型的概率密度曲线与1/f噪声数据的经验概率密度曲线的偏离程度，初步确定1/f噪声满足alpha稳定分布；然后基于假设检验的方法对模型的特征函数以及1/f噪声数据是否满足稳定II摘要分布性质两个方面对模型的

7、拟合优度进行检验。再次，基于alpha稳定分布传统谱估计理论分别提出了基于共变谱1/f噪声参数估计方法，基于分数低阶协方差谱1/f噪声参数估计方法和基于广义分数低阶协方差谱1/f噪声参数估计方法，针对各种方法进行实验，并估计得到实测1/f噪声的频率指数。最后，推导出FARIMA模型与alpha谱之间的关系，根据现代谱估计理论提出了基于FARIMA模型1/f噪声参数估计方法，深入研究了FARIMA模型参数的多种估计方法，通过实验求得alpha谱，最终估计得到实测1/f噪声的频率指数。关键词：1/f噪声，参数估计，alpha稳定分