强激光与粒子束
2024, 36(4): 043006
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所，四川 绵阳 621999
2 中国工程物理研究院 复杂电磁环境科学与技术重点实验室，四川 绵阳 621999
3 中国工程物理研究院 应用电子学研究所 高功率微波技术重点实验室，四川 绵阳 621999
瞬态电磁脉冲可通过车辆互联线缆耦合至电子系统内部，造成电子设备受扰甚至损毁，研究瞬态防护器件对电磁脉冲的抑制特性可为车辆电磁防护设计与实施提供有力支撑。本文以发动机电控系统为研究对象，考虑关键金属结构、线缆与电子设备，建立发动机电磁仿真模型，计算获取了瞬态电磁脉冲作用下线缆端口耦合干扰特性；基于电磁脉冲注入方法设计并搭建了瞬态防护器件测试平台，获取了瞬态电压抑制器与压敏电阻两类典型瞬态防护器件的响应时间、钳位电压、尖峰泄露等响应特性；在仿真与测试结果的基础上，选取一型瞬态电压抑制器应用于凸轮轴位置传感器信号线的电磁防护。研究结果表明，该型瞬态电压抑制器对线缆瞬态电磁脉冲耦合干扰抑制能力接近20 dB，置于滤波器前端可有效抑制线缆耦合干扰，保护终端设备。
车辆 线缆耦合 电磁脉冲 瞬态防护器件 防护效能 vehicle cable coupling electromagnetic pulse transient protection device protection efficiency 强激光与粒子束
2021, 33(12): 123019
湖南师范大学物理与电子科学学院, 湖南 长沙 410081
利用光生伏特效应设计一种新型的光控双向栅极可控硅晶闸管(LDGSCR)防护器件,研究光照对静电放电(ESD)维持窗口的调控作用。使用光生电流来模拟光照控制ESD设计窗口的物理效应,实现一种光控器件的可控硅晶闸管(SCR)宏观模型。在1.5 V的电压模拟光照下,该模型的维持电流相比无光条件增加35 mA,表明使用光照来调整ESD的维持窗口可以降低被保护电路发生闩锁的风险。采用0.18 μm BCD工艺制造LDGSCR器件并进行测试,测试结果与模型仿真结果之间的最大误差仅为0.09 V和0.004 A。验证表明,该宏观模型可以消除传统耦合晶体管电路模型中存在的收敛性问题,极大减少开发光控SCR器件新型结构所需的时间和精力。
光电子学 光控器件 静电放电防护器件 光电流 维持窗口 紧凑宏观模型 光学学报
2021, 41(11): 1125001
1 陆军工程大学石家庄校区 静电与电磁防护研究所, 石家庄 050003
2 武汉理工大学 信息学院, 武汉 430063
为了研究传输线长度对静电放电防护器件性能测试结果的影响，建立了静电放电模型和传输线脉冲模型两种试验系统，对某限压型防护器件进行了快沿电磁脉冲注入试验，并进行了理论分析。结果表明：传输线长度对静电放电防护器件性能测试结果具有极大影响，选用不当会导致错误结论；在对静电放电防护器件性能测试时，应优先采用传输线脉冲测试法；当采用静电放电脉冲测试法时，其传输线长度不应小于8 m。
静电放电 防护器件 人体金属模型 传输线脉冲 延迟时间 electrostatic discharge protection device human-metal model transmission line pulse delay time 强激光与粒子束
2017, 29(10): 103205
1 中国空气动力研究与发展中心, 四川 绵阳 621000
2 北京跟踪与通信技术研究所, 北京100094
为满足系统级电磁兼容测试标准IEC61000-4-2, 许多航空电子设备中都有静电放电(ESD)防护器件, 其功能的失效直接影响到被保护电路和整机的安全性。在分析该类器件的失效机理时考虑到典型性, 选择双极性ESD防护器件0603ESDA-TR作为受试对象, 研究了系统级ESD注入对器件性能的影响, 并对器件内部温度分布进行了仿真分析。研究表明ESD脉冲注入时雪崩电流在整个pn结面分布不均匀, 仅集中在边缘几个点上, 局部过热点的温度甚至达到硅熔融温度, 将破坏原有的晶格结构, 导致器件二次击穿而发生硬损伤。当ESD电压达到25kV后, 器件的性能参数开始退化, 但反向漏电流几乎不变; 连续100次脉冲后器件完全失效。分析后得出的结论是: ESD防护器件遭受系统级静电放电冲击时具有累积效应, 其失效是由性能退化引起的, 并且传统的漏电流检测无法探测到ESD引起的损伤。
系统级测试 ESD防护器件 性能退化 瞬变电压抑制器 二次击穿 system-level tests ESD protection devices performance degradation transient voltage suppressor second breakdown
