НИЯУ МИФИ
Центр превосходства «Наноструктурная электроника»
Кафедра №27
Число МДП-конденсаторов в ПЗС-матрицах
Дисциплина: КП-16
Подготовил: студент группы А04-09 Гайбура А.В
Преподаватель: доцент Лапшинский В. А.
Москва 2016-05-20
Версия 2.0
Аннотация
Работа посвящена анализу зависимости числа МДП-конденсаторов, входящих в состав ПЗС-матриц, от года их выпуска. Выполнено прогнозирование дальнейшего изменения этой характеристики ПЗС-матриц.
Ключевые слова
Технологическая норма, ПЗС-матрица, МДП-конденсатор, цифровой фотоаппарат, корреляционно-регрессивный анализ, коэффициент корреляции.
Оглавление
Введение 3
Описание модели и анализ 4
Прогноз 6
Текстовый контент 8
Заключение и список литературы 9
Приложение 10
Введение
ПЗС-матрица – специализированная аналоговая интегральная микросхема, состоящая из светочувствительных фотодиодов, использующая технологию приборов с зарядовой связью [4]. Наиболее успешное применение ПЗС-матрицы нашли в цифровых фотоаппаратах и видеокамерах. Существуют различные параметры, которые характеризуют эффективность цифровых аппаратов. Наиболее интересным для нас является число МДП-конденсаторов в ПЗС матрицах фотоаппаратов. Производительность цифровых фотоаппаратов зависит от плотности ПЗС-матриц на единицу площади в планарной технологии их изготовления, а значит и МДП-конденсаторов.
Основные задачи нашего исследования, это: корреляционно-регрессивный анализ развития числа ПЗС-конденсаторов в ПЗС-матрицах цифровых фотоаппаратов, и прогнозирование дальнейшего изменения этой характеристики.
Информационное описание модели
Корреляционно - регрессивный анализ
При помощи онлайн – калькулятора был произведен корреляционно-регрессивный анализ для числа МДП-конденсаторов в фотоаппаратах Nikon [2]:
Коэффициент корреляции (r) равен 0.922.
Связь между исследуемыми признаками - прямая, теснота (сила) связи по шкале Чеддока - весьма высокая.
Число степеней свободы (f) составляет 4.
t-критерий Стьюдента равен 4.746.
Критическое значение t-критерия Стьюдента при данном числе степеней свободы составляет 2.776. tнабл > tкрит, зависимость признаков статистически значима (p<0,05).
Уравнение парной линейной регрессии: y = -4396.06378 + 2.19622 * x.
Коэффициент детерминации r2 равен 0.849 (факторный признак x определяет 84.89999999999999% дисперсии зависимого признака y).
Средняя ошибка аппроксимации (характеризует адекватность регрессионной модели) составляет 42.5%.
При помощи онлайн – калькулятора был произведен корреляционно-регрессивный анализ для числа МДП-конденсаторов в фотоаппаратах Canon [2]:
Коэффициент корреляции (r) равен 0.943
Связь между исследуемыми признаками - прямая, теснота (сила) связи по шкале Чеддока - весьма высокая
Число степеней свободы (f) составляет 4
t-критерий Стьюдента равен 5.647.
Критическое значение t-критерия Стьюдента при данном числе степеней свободы составляет 2.776. tнабл > tкрит, зависимость признаков статистически значима (p<0,05).
Уравнение парной линейной регрессии: y = -7066.07027 + 3.52973 * x.
Коэффициент детерминации r2 равен 0.889 (факторный признак x определяет 88.9% дисперсии зависимого признака y).
Средняя ошибка аппроксимации (характеризует адекватность регрессионной модели) составляет 50.4%.
Прогноз
Прогноз строился на основании большого количества технических статей, а также изучении статистики числа МДП-конденсаторов в фотоаппаратах Canon и Nikon. Авторы данной работы уверены в достижении значения 72 млн. МДП-конденсаторов в ПЗС матрице фирмы Canon. Очевидно, что процесс увеличения числа МДП-конденсаторов в ПЗС-матрицах замедлит темпы в будущем и достигнет предела. Это связано с технической сложностью производства, а также появлением новых квантовых эффектов при приближении к размерам, сопоставимым с размером атома.
Альтернативный прогноз основывается на явлении «пропуска технических поколений». Прогноз выполнен до 2021, когда исследуемая величина предположительно достигнет 82 млн. для фирмы Canon и 62 млн. для фирмы Nikon.
Текстовый контент
Вопросы и ответы на тему моделирования.
1. В каких случаях НЕ следует вычислять коэффициент корреляции?
А). Соотношение между двумя переменными нелинейное, например квадратичное;
Б). Данные содержат ярко выраженные подгруппы наблюдений;
В). Соотношение между переменными является линейным;
Г). Верно все вышеперечисленное;
Верный ответ: А, Б.
2.Коэффициент корреляции изменяется в пределах:
А). От 0 до 3;
Б). От -3 до 3;
В). От -1 до 1;
Г). От 0 до 1;
Верный ответ: В.
.
Заключение
Результаты прогнозирования позволяют заключить о дальнейшем увеличении количества МДП-конденсаторов ПЗС-матрицах, а значит и улучшении качества получаемых изображений с помощью цифровых фотоаппаратов и увеличении их производительности.
Источники информации
1. http://www.valinfo.ru/forum/index.php?showtopic=2574 – Лапшинский В.А. Семинар «Задачи преследования и их моделирование».
2. http://medstatistic.ru/calculators/calccorrelation.html – Онлаин калькулятор.
3. http://www.statistica.ru/theory/koeffitsient-korrelyatsii/ – Корреляционный анализ.
4. https://ru.wikipedia.org/wiki/ПЗС-матрица – ПЗС-матрица.
5. Степаненко И. П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. – М.: Энергия, 1967. – 614 с.
6. Маллер Р., Кейминс Т. Элементы интегральных схем. – М.: Мир, 1989. – 630 с.
7. http://www.ixbt.com/digimage/canoneos50d.shtml – Canon EOS 50 до Canon EOS 50D
8. http://radojuva.com.ua/2012/02/evolyuciya-kamer-nikon/ –Эволюция камер Nikon
Приложение
Для заметок | 
