本发明专利技术涉及一种基于FEDformer模型的三极管可靠性分析方法，属于微电子技术领域；采集正常工作状态下的三极管的基区宽度、老化温度和工作电流；计算电流增益的变化Δβ；选取基区宽度、老化温度、电流增益的变化Δβ作为特征数据；进行异常值的处理；进行降噪处理；进行特征缩放处理；进行集合划分；建立FEDformer模型；获得高精度FEDformer模型；获得高精度FEDformer模型的最优参数；判断高精度FEDformer模型是否建立完成；将后续采集的基区宽度和老化温度作为高精度FEDformer模型的输入，后续根据电流增益的变化Δβ评判三极管的可靠性；本发明专利技术FEDformer模型总体上NRMSE减少了12.6％，改善可以超过20％，具有更好的建模性能，可靠性建模精度高。可靠性建模精度高。可靠性建模精度高。
【技术实现步骤摘要】
一种基于FEDformer模型的三极管可靠性分析方法
[0001]本专利技术属于微电子
，涉及一种基于FEDformer模型的三极管可靠性分析方法。
技术介绍
[0002]双极型结型晶体管(三极管)，是一种重要的半导体设备，其在电子设备和电路设计中发挥着关键作用。它广泛应用于放大和开关电路中，包括无线通信、电源管理、音频放大器等等。三极管是在1947年由贝尔实验室的威廉
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肖克利，约翰
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巴丁，和沃尔特
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布拉顿所专利技术的。它是第一种晶体管，标志着半导体技术的重大突破，也引发了电子产业的快速发展。然而，随着科技的持续发展，三极管的生产技术也在逐步增加其复杂性。这导致了在生产过程中，必须更精确地控制各个生产环节，才能确保三极管的可靠性。
[0003]在实际应用过程中，三极管可能会受到各种因素的影响，如温度、电压、电流等，这些因素可能会导致三极管的性能降低甚至失效。因此，对三极管的可靠性进行建模和预测是极其重要的，传统的可靠性建模方法通常依赖于物理和经验模型，需要对三极管的物理特性和工作环境进行深入的分析，这不仅增加了建模的复杂性，还使得计算成本大大提高，由于三极管的生产技术不断变化，还可能导致这些模型在某些情况下产生大量的预测误差。因此，开发和推出一个更精确，更高效的三极管稳定性建模方式，就显得尤为必要。
技术实现思路
[0004]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种基于FEDformer模型的三极管可靠性分析方法，FEDformer模型总体上NRMSE减少了12.6％，改善可以超过20％，具有更好的建模性能，同时，可靠性建模精度高。
[0005]本专利技术解决技术的方案是：
[0006]一种基于FEDformer模型的三极管可靠性分析方法，包括：
[0007]步骤一、采集正常工作状态下的三极管的基区宽度、老化温度和工作电流；通过老化实验的方法获取三极管的老化前电流和老化后电流；将老化前电流与工作电流做差得到老化前电流增益；将老化后电流与工作电流做差得到老化后电流增益；将老化后电流增益与老化前电流增益做差得到电流增益的变化Δβ；
[0008]步骤二、选取基区宽度、老化温度作为输入特征数据；选取电流增益的变化Δβ作为输出特征数据；电流增益的变化Δβ用于评判三极管的可靠性；
[0009]步骤三、对全部特征数据进行异常值的处理；
[0010]步骤四、对特征数据进行降噪处理；
[0011]步骤五、对特征数据进行特征缩放处理；
[0012]步骤六、对特征数据进行集合划分，包括训练集、验证集和测试集；
[0013]步骤七、建立FEDformer模型；
[0014]步骤八、将步骤六中的训练集代入步骤七的FEDformer模型，进行训练，获得高精
度FEDformer模型；
[0015]步骤九、将步骤六中的验证集代入步骤八的高精度FEDformer模型，获得高精度FEDformer模型的最优参数；
[0016]步骤十、获取高精度FEDformer模型的归一化均方根误差和归一化偏差；将归一化均方根误差和归一化偏差作为高精度FEDformer模型的预测精度评价指标；当归一化均方根误差和归一化偏差均满足预设要求时，判断高精度FEDformer模型建立完成，进入步骤十一；否则，返回步骤一，重新建立高精度FEDformer模型；
[0017]步骤十一、将后续采集的基区宽度和老化温度代入高精度FEDformer模型作为高精度FEDformer模型的输入，高精度FEDformer模型输出电流增益的变化Δβ；后续根据电流增益的变化Δβ评判三极管的可靠性。
[0018]在上述的一种基于FEDformer模型的三极管可靠性分析方法，所述步骤一中，老化实验时，环境设置为高温环境，且温度不高于三极管的最高承受温度。
[0019]在上述的一种基于FEDformer模型的三极管可靠性分析方法，所述步骤三中，采用z
‑
score方法对特征数据进行异常值的处理；异常值的处理包括处理数据中的缺失值和删除重复数值。
[0020]在上述的一种基于FEDformer模型的三极管可靠性分析方法，所述步骤四中，采用高通滤波器对特征数据进行降噪处理；降噪处理时，采样率设置为1000Hz；截止频率设置为50Hz；阶数设置为4。
[0021]在上述的一种基于FEDformer模型的三极管可靠性分析方法，所述步骤五中，采用最大绝对值缩放方法对特征数据进行特征缩放处理；将数据缩放到[
‑
1，1]的范围内，并保留了符号信息。
[0022]在上述的一种基于FEDformer模型的三极管可靠性分析方法，所述步骤六中，60％的特征数据作为训练集，20％的特征数据作为验证集，20％的特征数据作为测试集。
[0023]在上述的一种基于FEDformer模型的三极管可靠性分析方法，所述步骤七中，FEDformer模型的建立方法为：
[0024]使用编码器
‑
解码器架构；模型的输入长度取6，输出长度取3；序列的隐藏状态取2；编码器的输入为6
×
3矩阵；解码器接受12个输入；编码器和解码器采用多层结构。
[0025]在上述的一种基于FEDformer模型的三极管可靠性分析方法，所述步骤八中，对FEDformer模型进行训练时：
[0026]损失函数设置为MSE损失；使用Adam作为模型训练的优化器；学习率为10
‑4；每次迭代减少到十分之一，将迭代的数量设置为5。
[0027]在上述的一种基于FEDformer模型的三极管可靠性分析方法，所述步骤九中，最优参数包括学习率、迭代减少量和迭代次数；通过代入验证集，得到学习率为10
‑4、每次迭代减少到十分之一、迭代的次数为5。
[0028]在上述的一种基于FEDformer模型的三极管可靠性分析方法，所述步骤十中，将步骤六中的测试集代入步骤九中的确定最优参数后的高精度FEDformer模型，获取高精度FEDformer模型的归一化均方根误差和归一化偏差。
[0029]本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
[0030](1)本专利技术提供了一种更加灵活且简洁的方式来捕捉不同时间尺度上的依赖性，
在数据处理的多步预测任务中以最少的时间和内存消耗实现最高的三极管可靠性预测精度，提高了模型的计算效率和精度；
[0031](2)本专利技术通过采用z
‑
score方法对特征数据进行异常值的处理、通过采用高通滤波器对特征数据进行降噪处理以及通过对特征数据进行特征缩放处理，实现对特征数据的预处理，完成高精度FEDformer模型建立的前期特征数据处理工作；
[0032](3)本专利技术将训练集代入FEDformer模型，进行训练，获得高精度FEDformer模型；将验证集代入步骤八的高精度FE本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于FEDformer模型的三极管可靠性分析方法，其特征在于：包括：步骤一、采集正常工作状态下的三极管的基区宽度、老化温度和工作电流；通过老化实验的方法获取三极管的老化前电流和老化后电流；将老化前电流与工作电流做差得到老化前电流增益；将老化后电流与工作电流做差得到老化后电流增益；将老化后电流增益与老化前电流增益做差得到电流增益的变化Δβ；步骤二、选取基区宽度、老化温度作为输入特征数据；选取电流增益的变化Δβ作为输出特征数据；电流增益的变化Δβ用于评判三极管的可靠性；步骤三、对全部特征数据进行异常值的处理；步骤四、对特征数据进行降噪处理；步骤五、对特征数据进行特征缩放处理；步骤六、对特征数据进行集合划分，包括训练集、验证集和测试集；步骤七、建立FEDformer模型；步骤八、将步骤六中的训练集代入步骤七的FEDformer模型，进行训练，获得高精度FEDformer模型；步骤九、将步骤六中的验证集代入步骤八的高精度FEDformer模型，获得高精度FEDformer模型的最优参数；步骤十、获取高精度FEDformer模型的归一化均方根误差和归一化偏差；将归一化均方根误差和归一化偏差作为高精度FEDformer模型的预测精度评价指标；当归一化均方根误差和归一化偏差均满足预设要求时，判断高精度FEDformer模型建立完成，进入步骤十一；否则，返回步骤一，重新建立高精度FEDformer模型；步骤十一、将后续采集的基区宽度和老化温度代入高精度FEDformer模型作为高精度FEDformer模型的输入，高精度FEDformer模型输出电流增益的变化Δβ；后续根据电流增益的变化Δβ评判三极管的可靠性。2.根据权利要求1所述的一种基于FEDformer模型的三极管可靠性分析方法，其特征在于：所述步骤一中，老化实验时，环境设置为高温环境，且温度不高于三极管的最高承受温度。3.根据权利要求1所述的一种基于FEDformer模型的三极管可靠性分析方法，其特征在于：所述步骤三中，采用z
‑
score方法对特征数据进行异常值的处理；异常值的处理包括处理数据中的...
【专利技术属性】
技术研发人员：芮二明，焦强，田雨，刘超铭，高乐，王铭峥，
申请(专利权)人：中国航天标准化研究所，
类型：发明
国别省市：
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