Mô phỏng hệ thống cấp độ vi mô cho microbolometer không làm mát bằng phương pháp phần tử hữu hạn và lõi IP

( 0 đánh giá )
Miễn phí

Microbolometer là phần tử cảm biến nhiệt điện trong IRFPA, có cấu trúc dạng cầu treo, hoạt động ở nhiệt độ phòng  

Thiết kế cầu treo được mô phỏng bằng phần mềm Intellisuite 8.7, gồm các lớp Si₃N₄, VO₂, NiCr, điện cực và khoang chân không  

FEA được sử dụng để trích xuất các thông số như nhiệt dung, độ dẫn nhiệt, điện trở, TTC và NETD  

Mô hình mạch tương đương được mô tả bằng Verilog-AMS, biên dịch thành lõi IP trong Cadence để mô phỏng cùng ROIC  

Điện áp bias xung được thay thế bằng điện áp DC tương đương để tăng hiệu quả mô phỏng  

TTC của thiết bị là 5.0 ms, đáp ứng yêu cầu tốc độ khung hình 60 Hz  

Điện trở ban đầu của microbolometer được xác định bằng FEA là ~138.22 kΩ  

Kết quả mô phỏng: độ nhạy 8.56×10⁶ V/W, NETD 53 mK, điện áp nhiễu 8.5×10⁻⁵ V  

Kết quả thực nghiệm: độ nhạy 8.69×10⁶ V/W, NETD 55 mK, điện áp nhiễu 9.13×10⁻⁵ V → độ lệch < 4%  

So sánh với các nghiên cứu trước cho thấy mô hình này vượt trội về độ chính xác, khả năng mô phỏng hệ thống và xác minh thực nghiệm  

Phương pháp này giúp tối ưu hóa thiết kế IRFPA, hỗ trợ phát triển cấu trúc đa lớp và định dạng lớn cho microbolometer