揭秘瞬态电压激励电热分析

微热辐射仪工作在一个电压偏置下，用于输出电流检测。然而，电压信号的应用导致焦耳热，因焦耳热导致的温度升高应该与因入射辐射引起的温度升高区别开来。考虑到电压信号是时间相关的，故需执行一个瞬态电热仿真来分析传感器在一个电压脉冲输入下的热响应。在这个分析中，不计算结构的机械变形。施加的脉冲激励见下图。

图1 电压脉冲激励

采用CoventorWare的MemMechr求解器求解，得到最大温度随时间变化的响应曲线。

图2 温度Vs. 时间

从上图可以看出，在电压脉冲的激励下，因焦耳热引起的最高温度为304.98K，即达到了先前的静态V-T曲线的最高稳态温度。移除电压信号后，温度降到参考温度300K，因为热量因热传导经由锚点传到衬底。

利用后处理的Custom Query功能，可得到电阻值随时间变化曲线。

图3 电阻Vs. 时间

与温度的变化一样，上图显示，当温度增加到最大值电阻阻值降低到1.235E-06 TΩ。这个与非晶硅随温度变化的电导率材料属性一致。当电压信号移除，器件温度降到参考温度300K，电阻值增大。