(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111251625.1 (22)申请日 2021.10.26 (71)申请人 电子科技大 学 地址 611731 四川省成 都市高新区 （西区） 西源大道 2006号 (72)发明人 伍伟　古湧乾　陈勇　 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/04(2020.01) (54)发明名称 一种基于时间序列模型的MOSFET寿命预测 方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于时间序列模型的 MOSFET寿命预测方法， 其包 括以下步骤： S1、 通过 实验获取MOSFET器件 的老化数据； S2、 数据预处 理与建立数据模型； S3、 自回归移动平均模型的 参数选取与模型训练； S4、 基于时间序列模型的 寿命预测。 本发明使用了时间序列模型来对 MOSFET器件进行寿命预测， 该方法操作简便， 准 确性高， 能够提高功率MOSFET器件的使用可靠 性。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 113987932 A 2022.01.28 CN 113987932 A 1.一种基于时间序列模型的MOSFET 寿命预测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 通过实验获取MOSFET器件的老化数据； S2、 数据预处 理与建立数据模型； S3、 自回归移动平均模型的参数选取与模型训练； S4、 基于时间序列模型的寿命预测。 2.根据权利 要求1所述的基于时间序列模型的MOSFET寿命预测方法， 其特征在于， 所述 步骤S1的具体方法为： 对MOSFET器件进行功率循环加速老化实验， 通过器件本身产生的损耗来对芯片进行主 动加热， 使得器件内部温度升高， 从而来加速器件的老化， 在实验老化过程中， 通过传感器 获取器件的开关电压和开关电流， 再由数字信号处理模块通过计算开关电压除以开关电流 来得到导通电阻Rds,on， 以此来获得MOSFET的导通电阻随器件老化的变化情况， 建立老化数 据集。 3.根据权利 要求1所述的基于时间序列模型的MOSFET寿命预测方法， 其特征在于， 所述 步骤S2的具体步骤为： S2‑1、 对老化数据集中的数据进行误差判别， 对于单次循环中的n个数据， 判别准则如 下： 如果 则xi为测量误差数据 如果 则xi为正常测量数据 其中， xi为单次循环中记录的第i个数据； 为单次循环中的所有数据的算 术平均值； S2‑2、 将单次循环中的误差数据全部剔除后， 再对剩余数据求取一次算术平均值， 来作 为本次循环的老化特 征值， 处理后的老化数据集中每次循环只对应一个老化特 征值； S2‑3、 对处理后的老化数据 进行曲线拟 合， 得到导通电阻Rds,on随着器件 老化(即循环次 数N)的变化情况， 拟合的数据模型如下： Rds,on＝aexp(bN)+R0 其中， a和b为拟合模型的参数； R0为导通电阻的初始值。 4.根据权利 要求1所述的基于时间序列模型的MOSFET寿命预测方法， 其特征在于， 所述 步骤S3的具体步骤为： S3‑1、 选择自回归移动平均模型(ARIMA(p， d， q)模型)作为时间序列模型， 其对应的三 个主要模 型参数分别为自回归模型阶数p， 移动平均模型阶数q和时间序列呈现平稳自相关 时的差分阶数d； S3‑2、 初始化模型参数d＝0， 再计算并绘制出老化数据的自相关图， 包括自相关和 偏自 相关函数图； S3‑3、 检验自相关结果的平稳性， 即判断数据的自相关和偏自相 关函数图是否在横坐权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113987932 A 2标轴的上下0.1的范围内波动， 如自相关结果不平稳， 则需要对数据进行一次差分处理后， 再进行自相关结果的平稳性检验， 以此类推， 直到数据的自相关结果平稳为止， 此时数据的 差分阶数就是d 的值； 其中， 为了避免过分的差 分运算造成数据中重要信息的丢失， 设置d 的 范围为0≤d≤2； S3‑4、 利用贝叶斯信息准则(BIC)来确定模型参数p和q 的值， 从而确定出最终的最优时 间序列模型， BIC的公式如下： BIC＝kln(n)‑2ln(L) 其中， k为模型的参数个数， n 为样本数量， L 为似然函数； 给p和q设置一个范围， 再从低阶到高阶进行排列组合， 再根据BIC准则进行参数的最终 确定， 即最小的BIC值对应最优的模型。 5.根据权利 要求1所述的基于时间序列模型的MOSFET寿命预测方法， 其特征在于， 所述 步骤S4的具体方法为： 用步骤S3训练好的时间序列模型进行数据预测， 并设置一个预警阈值， 当某一次预测 的值大于或等于这个阈值时， 其对应的循环 次数就是器件的寿命终点， 再根据当前器件的 实验循环次数， 就可以估算出 该MOSFET器件的剩余使用寿命。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113987932 A 3