【摘要】：半導(dǎo)體橋火工品應(yīng)用越來越廣泛,為了提高其電磁環(huán)境適應(yīng)性,有必要對(duì)半導(dǎo)體橋電磁防護(hù)技術(shù)進(jìn)行模擬仿真及實(shí)驗(yàn)研究。為了選擇合適的防護(hù)器件對(duì)半導(dǎo)體橋(SCB)火工品進(jìn)行電磁防護(hù),使用PSpice電路仿真的方式對(duì)不同器件防護(hù)的SCB進(jìn)行模擬研究,分析各器件的防護(hù)效果及影響規(guī)律,得到的主要結(jié)論如下:(1)根據(jù)SCB電阻隨能量變化的特性建立SCB的PSpice模型。當(dāng)發(fā)火電容電壓能夠使SCB發(fā)火時(shí),模擬電爆曲線的第一個(gè)峰與實(shí)驗(yàn)得到的曲線重合度高,第二個(gè)峰提前且峰值有一定的偏差,不影響結(jié)果分析。低電壓放電時(shí),SCB模擬曲線在15μs叫內(nèi)不能表現(xiàn)出完整的特征峰。(2)SMBJ6.0CA防護(hù)后發(fā)火,SCB不能正常發(fā)火;使用SMBJ8.0CA防護(hù),SCB的發(fā)火時(shí)間延遲,但能正常發(fā)火;使用SMBJ12CA,SMBJ15CA時(shí)SCB的發(fā)火過程不受影響。(3)模擬結(jié)果顯示:無防護(hù)時(shí),SCB可以通過國(guó)軍標(biāo)要求的靜電放電,但無法通過美軍標(biāo)的靜電放電實(shí)驗(yàn);在500pF,500Ω靜電放電時(shí),SCB的臨界損傷值為11-18kV。使用SMBJ8.0CA防護(hù)后,SCB可以經(jīng)受500pF,500Ω 50kV的靜電放電;SMBJ12CA防護(hù)后,SCB可以經(jīng)受40kV靜電放電。(4)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)無防護(hù)時(shí)SCB的靜電損傷臨界值為500pF,500Ω,13kV。使用SMBJ8.0CA,SMBJ12CA防護(hù)后,SCB在500pF,500Ω,30kV靜電放電時(shí)不發(fā)生損傷。(5)使用1Ω電阻代替SCB進(jìn)行射頻防護(hù)模擬研究。電容可以減小不同波形的射頻作用在SCB上的電流,容值越大,分流越多。存在結(jié)電容的TVS可以起到射頻防護(hù)的作用,處理結(jié)電容產(chǎn)生的容抗,零電阻,還會(huì)產(chǎn)生一個(gè)額外電阻;擊穿電壓對(duì)防護(hù)效果沒有影響。
【圖文】：

形成金屬橋區(qū)與接觸電極。逡逑Ｂａｇｉｎｓｋｉ邋Ｔｈｏｍａｓ邋Ａ．還通過改變電極與橋丨形狀形成非線性電阻火工品［２４］，結(jié)構(gòu)如逡逑圖１．３。在一個(gè)前后都帶有氧化硅層，導(dǎo)熱且電絕緣的硅基底上，沉積一層鋁金屬薄膜，逡逑然后將其刻蝕成含有兩條狹長(zhǎng)形狀和一個(gè)領(lǐng)結(jié)狀的薄膜，之后又分別在鋁膜領(lǐng)結(jié)區(qū)的中逡逑間部位和狹長(zhǎng)區(qū)的端點(diǎn)上，沉積鋯金屬層和鈦／鎳／金膜層，作為產(chǎn)生等離子體的發(fā)火層逡逑和電極層。逡逑ｍ￣邋一逡逑Ｉ邋＿＿＿邋W 逡逑邐ｉ邐邐；逡逑，結(jié)丨Ｓ邋Ｊ＊／？／金Ｍ逡逑Ｓｉ０２、邐—鋁膜逡逑（】ｉ邋Ｕｉ邋＂邐＾ｒ－：＾ｙ：：ｗ邋＊ｒ：ｒ＊＇＂邋－；：邋ｒ邋＊邋ｕ逡逑認(rèn)５ｉ0２逡逑圖１．３非線性電阻點(diǎn)火芯片結(jié)構(gòu)圖逡逑Ｂａｇｉｎｓｋｉ等［２５］還設(shè)計(jì)了一種不同發(fā)火原理及電磁加固原理的新型}感火工品，其逡逑結(jié)構(gòu)如圖１．４所示。該結(jié)構(gòu)的點(diǎn)火主要依靠ＰＮ結(jié)雪崩擊穿時(shí)產(chǎn)生的高溫等離子體進(jìn)行逡逑點(diǎn)火。通過在硅襯底上重?fù)诫s形成兩個(gè)串聯(lián)ＰＮ結(jié)進(jìn)行電磁加固。靜電實(shí)驗(yàn)表明，擊穿逡逑電壓為５００Ｖ的點(diǎn)火芯片，在施加５００Ｖ的直流電流并保持３０ｍｉｎ的條件下點(diǎn)火芯片未逡逑出現(xiàn)發(fā)火現(xiàn)象。逡逑３逡逑

逡逑圖１．２具有介電層的ＳＣＢ結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖逡逑Ｂａｇｍｓｋｉ利用金屬與半導(dǎo)體接觸形成的金屬一半導(dǎo)體結(jié)原理將肖特基二極管與金屬逡逑橋集成進(jìn)行集成設(shè)計(jì)［２３］。該點(diǎn)火芯片對(duì)二氧化硅進(jìn)行蝕刻，形成兩個(gè)三角形窗口并用逡逑金屬鋁覆蓋，鋁與底層硅接觸形成金屬－半導(dǎo)體結(jié)的肖特基二極管。在最上層覆蓋金屬逡逑層，形成金屬橋區(qū)與接觸電極。逡逑Ｂａｇｉｎｓｋｉ邋Ｔｈｏｍａｓ邋Ａ．還通過改變電極與橋丨形狀形成非線性電阻火工品［２４］，，結(jié)構(gòu)如逡逑圖１．３。在一個(gè)前后都帶有氧化硅層，導(dǎo)熱且電絕緣的硅基底上，沉積一層鋁金屬薄膜，逡逑然后將其刻蝕成含有兩條狹長(zhǎng)形狀和一個(gè)領(lǐng)結(jié)狀的薄膜，之后又分別在鋁膜領(lǐng)結(jié)區(qū)的中逡逑間部位和狹長(zhǎng)區(qū)的端點(diǎn)上，沉積鋯金屬層和鈦／鎳／金膜層，作為產(chǎn)生等離子體的發(fā)火層逡逑和電極層。逡逑ｍ￣邋一逡逑Ｉ邋＿＿＿邋W 逡逑邐ｉ邐邐；逡逑
【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】：2018
【分類號(hào)】：TQ560

【參考文獻(xiàn)】

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3 張文超;張偉;徐振相;秦志春;周彬;葉家海;田桂蓉;;半導(dǎo)體橋的研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)[J];爆破器材;2009年02期

4 何立萍;;戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境及其對(duì)導(dǎo)彈武器裝備的威脅[J];航天電子對(duì)抗;2009年01期

5 胡劍書;焦清介;;半導(dǎo)體橋升溫方程研究[J];工程爆破;2008年02期

6 李軍,賈新章;PSpice子電路模型的創(chuàng)建[J];微電子學(xué);2004年03期

7 陳越洋,謝s

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