本文選題：電磁脈沖　切入點(diǎn)：太陽電池片　出處：《南京理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：近年來,隨著電磁脈沖武器的快速發(fā)展,空間航天器面臨的威脅越來越大,太陽電池陣作為保障航天器運(yùn)行的重要組成部分,它的可靠性顯得至關(guān)重要。本文在分析了電磁脈沖對電子電路的耦合機(jī)理以及太陽電池陣電池電路的特點(diǎn)后,選擇了硅太陽電池片、金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管(MOSFET)作為本課題的研究重點(diǎn)。本文首先建立了硅太陽電池片的器件模型,并通過仿真得到了電池片的輸出特性。然后通過器件-電路聯(lián)合仿真的方法,研究了硅太陽電池在電磁脈沖作用下的損傷效應(yīng),得到了硅太陽電池輸出特性隨加載電壓幅值、上升時(shí)間的變化規(guī)律。同時(shí)本文還通過曲線擬合得到了硅太陽電池的轉(zhuǎn)換效率與加載電壓幅值、上升時(shí)間之間的關(guān)系。然后利用半導(dǎo)體器件仿真軟件建立了MOSFET器件模型,并對器件的輸出特性、轉(zhuǎn)移特性進(jìn)行了仿真,驗(yàn)證了所建模型的正確性。并通過仿真漏極注入階躍電壓下器件內(nèi)部的溫度響應(yīng),對其損傷機(jī)理和過程進(jìn)行了分析研究。此外,本文還通過利用不同參數(shù)的階躍電壓加載,仿真得出了不同參數(shù)階躍電壓對MOSFET的損傷規(guī)律,在階躍電壓幅值一定時(shí),MOSFET器件內(nèi)部的溫升過程及最后達(dá)到的最大溫度都與電壓上升時(shí)間無關(guān),器件燒毀所用的時(shí)間與電壓上升時(shí)間滿足線性關(guān)系;在階躍電壓上升時(shí)間一定時(shí),隨著電壓幅值的增加,器件的溫升明顯加快,器件能達(dá)到的最高溫度也隨之增加,器件燒毀所需的時(shí)間與電壓幅值的大小滿足冪函數(shù)關(guān)系。
[Abstract]:In recent years, with the rapid development of electromagnetic pulse weapons, space spacecraft is facing more and more serious threats. Solar cell array is an important part of spacecraft operation, its reliability is very important.After analyzing the coupling mechanism of the electromagnetic pulse to the electronic circuit and the characteristics of the solar cell array cell circuit, the silicon solar cell and MOSFETs are selected as the focus of this research.In this paper, the device model of silicon solar cell is established, and the output characteristics of silicon solar cell are obtained by simulation.Then the damage effect of silicon solar cell under electromagnetic pulse is studied by means of the combination of device and circuit simulation, and the variation of output characteristic of silicon solar cell with the amplitude of loading voltage and rising time is obtained.At the same time, the relationship between the conversion efficiency, the loading voltage amplitude and the rising time of the silicon solar cell is obtained by curve fitting.Then, the MOSFET device model is established by using the semiconductor device simulation software, and the output and transfer characteristics of the device are simulated to verify the correctness of the model.The damage mechanism and process of the device are analyzed by simulating the temperature response of the device under the step voltage of drain injection.In addition, by using step voltage loading with different parameters, the damage law of step voltage to MOSFET with different parameters is obtained by simulation.When the amplitude of step voltage is constant, the temperature rise process and the maximum temperature reached in MOSFET are independent of the rising time of voltage, and the time used to destroy the device is linear with the rising time of voltage, and when the rising time of step voltage is constant,With the increase of the voltage amplitude, the temperature rise of the device is obviously accelerated, and the maximum temperature of the device can also be increased. The power function relationship between the time required for the device burning and the magnitude of the voltage amplitude is satisfied.
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：V442;TM914.4

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本文編號(hào)：1708128