【摘要】：半導體橋火工品應用越來越廣泛,為了提高其電磁環(huán)境適應性,有必要對半導體橋電磁防護技術(shù)進行模擬仿真及實驗研究。為了選擇合適的防護器件對半導體橋(SCB)火工品進行電磁防護,使用PSpice電路仿真的方式對不同器件防護的SCB進行模擬研究,分析各器件的防護效果及影響規(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。當發(fā)火電容電壓能夠使SCB發(fā)火時,模擬電爆曲線的第一個峰與實驗得到的曲線重合度高,第二個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,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防護后發(fā)火,SCB不能正常發(fā)火;使用SMBJ8.0CA防護,SCB的發(fā)火時間延遲,但能正常發(fā)火;使用SMBJ12CA,SMBJ15CA時SCB的發(fā)火過程不受影響。(3)模擬結(jié)果顯示:無防護時,SCB可以通過國軍標要求的靜電放電,但無法通過美軍標的靜電放電實驗;在500pF,500Ω靜電放電時,SCB的臨界損傷值為11-18kV。使用SMBJ8.0CA防護后,SCB可以經(jīng)受500pF,500Ω 50kV的靜電放電;SMBJ12CA防護后,SCB可以經(jīng)受40kV靜電放電。(4)實驗發(fā)現(xiàn)無防護時SCB的靜電損傷臨界值為500pF,500Ω,13kV。使用SMBJ8.0CA,SMBJ12CA防護后,SCB在500pF,500Ω,30kV靜電放電時不發(fā)生損傷。(5)使用1Ω電阻代替SCB進行射頻防護模擬研究。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可以起到射頻防護的作用,處理結(jié)電容產(chǎn)生的容抗,零電阻,還會產(chǎn)生一個額外電阻;擊穿電壓對防護效果沒有影響。
【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。在一個前后都帶有氧化硅層，導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形狀和一個領(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區(qū)的端點上，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５ｉ0２逡逑圖１．３非線性電阻點火芯片結(jié)構(gòu)圖逡逑Ｂａｇｉｎｓｋｉ等［２５］還設(shè)計了一種不同發(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)的點火主要依靠ＰＮ結(jié)雪崩擊穿時產(chǎn)生的高溫等離子體進行逡逑點火。通過在硅襯底上重摻雜形成兩個串聯(lián)ＰＮ結(jié)進行電磁加固。靜電實驗表明，擊穿逡逑電壓為５００Ｖ的點火芯片，在施加５００Ｖ的直流電流并保持３０ｍｉｎ的條件下點火芯片未逡逑出現(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)簡圖逡逑Ｂａｇｍｓｋｉ利用金屬與半導體接觸形成的金屬一半導體結(jié)原理將肖特基二極管與金屬逡逑橋集成進行集成設(shè)計［２３］。該點火芯片對二氧化硅進行蝕刻，形成兩個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。在一個前后都帶有氧化硅層，導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形狀和一個領(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區(qū)的端點上，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
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ560

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 于鴻源;嚴楠;陳樹肖;王洪波;;基于電路仿真的橋絲式電火工品靜電危害預測[J];含能材料;2015年07期

2 李黎明;尹國福;姚洪志;紀向飛;王靜雅;;微型半導體橋電容抗靜電加固技術(shù)研究[J];火工品;2012年04期

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

4 何立萍;;戰(zhàn)場電磁環(huán)境及其對導彈武器裝備的威脅[J];航天電子對抗;2009年01期

5 胡劍書;焦清介;;半導體橋升溫方程研究[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;2004年03期

7 陳越洋,謝s

本文編號：2659160