1 西安交通大学 电子信息学院, 西安 710049
2 苏州珂晶达电子有限公司, 江苏 苏州 215021
3 西北核技术研究所, 西安 710024
采用基于半导体漂移扩散模型的数值模拟软件对高功率微波(HPM)作用下GGMOS型的静电放电(ESD)防护器件效应进行了数值模拟研究。对ESD器件在HPM作用下的响应特性及器件内部的物理图像进行了数值模拟。数值模拟的结果表明，外部注入HPM信号的幅值和频率是影响ESD器件的因素，在加载30 ns脉宽的HPM脉冲作用下，器件内部达到的最高温度与信号幅值成正指数关系。在给ESD注入相同幅值的HPM信号时，频率越大，器件达到失效温度所需要的时间越长。
高功率微波 静电放电器件 半导体 数值模拟 high power microwave MOSFET MOSFET electrostatic discharge device semiconductor numerical simulation 强激光与粒子束
2016, 28(3): 033024
电子物理与器件教育部重点实验室(西安交通大学), 西安 710049
为解决正交场返波管太赫兹源慢波结构的设计问题，研究了开放式单排矩形梳齿慢波结构的色散及耦合阻抗特性并给出了设计思路及结果。利用单模近似法和数值计算得到了各几何参数对慢波结构性能的影响。结果表明：慢波周期长度可相对独立地优化耦合阻抗；设计慢波结构时可根据工作频率、加工工艺和电子枪性能确定其余三个几何参数，主要是对慢波周期长度进行调节。进一步的数值计算给出了梳齿间距在0.010~0.025 mm 范围内、工作频率在300~420 GHz 范围内的开放式矩形梳齿慢波结构的具体尺寸。利用粒子模拟软件对一个设计结果进行了仿真，得到的工作频率验证了冷腔分析的结果。
太赫兹 返波管 慢波结构 色散方程 矩形梳齿 terahertz backward wave oscillator slow-wave structure dispersion equation rectangular grating wave guide 强激光与粒子束
2014, 26(6): 063101
西安交通大学 电子物理与器件教育部重点实验室, 西安 710049
目前国际上提出了采用短脉冲射频(RF)信号实现相对论磁控管的模式切换，数值模拟经证实了可以采用几十kW到几百kW的RF信号实现相对论磁控管采用轴向提取功率的相邻模式以及同一模式的不同纵向模式之间的切换，这里假设所需的RF信号的能量已经馈入到相对论磁控管腔体内。提出了实验系统中采用扇形波导和探针天线来馈入前级微波源来提供模式切换所需的RF信号的能量的方法。该方法分为两个步骤，首先采用扇形波导来将前级微波源提供的能量馈入到相对论磁控管的阳极体中；然后利用探针天线将馈入的RF信号辐射至相对论磁控管腔体内，提供模式切换所需的能量。数值模拟证实了该方法在实际应用中具有可行性以及实用性。
相对论磁控管 模式切换 射频信号 探针天线 relativistic magnetron mode switching radio frequency signal rod antenna 强激光与粒子束
2013, 25(10): 2636
西安交通大学 电子物理与器件教育部重点实验室,西安 710049
提出了一种基于粒子模拟的磁绝缘传输线等效电容和等效电感计算方法,在层流模型得到的同轴磁绝缘传输线等效电感和等效电容理论公式中引入修正因子,对粒子模拟所得结果进行数值拟合,获得了等效电容和等效电感修正因子依赖于电压的拟合表达式,修正后的等效电容和等效电感理论公式与粒子模拟结果符合较好,所得结果可用于磁绝缘传输线的等效电路建模。
磁绝缘传输线 层流模型 粒子模拟 等效电容 等效电感 magnetically insulated transmission line laminar flow model particle-in-cell simulation equivalent capacitance equivalent inductance
西安交通大学 电子物理与器件教育部重点实验室,西安 710049
从碰撞次数的概率分布出发,推导出一种补偿蒙特卡罗碰撞模型,采用以正态分布计算得到的平均碰撞次数作为碰撞概率,来补偿传统方法中忽略的多次碰撞。通过模拟不同折合电场强度条件下He气放电产生电子的运动规律,验证了补偿蒙特卡罗碰撞模型的正确性。计算结果表明:补偿蒙特卡罗碰撞模型可以有效地提高计算效率,特别适用于高气压气体放电现象的粒子模拟。
粒子模拟 蒙特卡罗碰撞模型 时间步长限制 气体放电 particle-in-cell simulation Monte-Carlo collision model time step limit gas discharge 强激光与粒子束
2009, 21(11): 1741
