SCB火工品电磁兼容的电路仿真与实验研究

摘要

半导体桥火工品应用越来越广泛，为了提高其电磁环境适应性，有必要对半导体桥电磁防护技术进行模拟仿真及实验研究。为了选择合适的防护器件对半导体桥(SCB)火工品进行电磁防护，使用PSpice电路仿真的方式对不同器件防护的SCB进行模拟研究，分析各器件的防护效果及影响规律，得到的主要结论如下: (1)根据SCB电阻随能量变化的特性建立SCB的PSpice模型。当发火电容电压能够使SCB发火时，模拟电爆曲线的第一个峰与实验得到的曲线重合度高，第二个峰提前且峰值有一定的偏差，不影响结果分析。低电压放电时，SCB模拟曲线在15μs内不能表现出完整的特征峰。 (2)SMBJ6.0CA防护后发火，SCB不能正常发火;使用SMBJ8.0CA防护，SCB的发火时间延迟，但能正常发火;使用SMBJ12CA，SMBJ15CA时SCB的发火过程不受影响。 (3)模拟结果显示:无防护时，SCB可以通过国军标要求的静电放电，但无法通过美军标的静电放电实验;在500pF，500Ω静电放电时，SCB的临界损伤值为11-18kV。使用SMBJ8.0CA防护后，SCB可以经受500pF，500Ω，50kV的静电放电;SMBJ12CA防护后，SCB可以经受40kV静电放电。 (4)实验发现无防护时SCB的静电损伤临界值为500pF，500Ω，13kV。使用SMBJ8.0CA，SMBJ12CA防护后，SCB在500pF，500Ω，30kV静电放电时不发生损伤。 (5)使用1Ω电阻代替SCB进行射频防护模拟研究。电容可以减小不同波形的射频作用在SCB上的电流，容值越大，分流越多。存在结电容的TVS可以起到射频防护的作用，处理结电容产生的容抗，零电阻，还会产生一个额外电阻;击穿电压对防护效果没有影响。

目录

声明

摘要

1绪论

1．1研究背景及意义

1．2．2国外SCB电磁防护研究

1．2．3国内研究现状

1．3本文主要研究内容

2器件的PSpice模型建立与检验

2．1 SCB电路模型的建立

2．2电容发火模拟电路的建立

2．3 SCB电路模型的验证

2．3．1电容发火下电爆曲线模拟

2．3．2低电压不发火条件下模拟仿真

2．3．3小结

2．4 TVS模型验证

2．5本章总结

3防护器件对要SCB发火性能影响研究

3．1．2并联TVs的SCB发火模拟

3．1．3小结

3．2 TVS防护后SCB电容发火实验

3．2．2 TVS防护后SSB发火实验

3．2．3小结

3．3电容对SCB发火影响模拟

3．4本章总结

4 SCB静电作用模拟研究

4．1无防护时SCB静电作用研究

4．1．2美军标条件下SCB静电作用模拟

4．1．3不同静电电压SCB静电作用模拟

4．2 TVS对SCB火工品静电防护效果研究

4．2．1 SMN8．0CA对25kV以下静电防护效果研究

4．2．2 SMBJ12CA对25kV以下静电防护效果研究

4．2．3 TVS对25kv以上的静电防护效果研究

4．3本章总结

5静电作用下SCB损伤规律和防护效果研究

5．1静电放电实验原理及判断依据

5．1．1实验原理及装置

5．1．2静电损伤的判断依据

5．2无防护SCB静电损伤规律研究

5．2．2并联TVS静电放电实验

5．3静电放电后发火实验

5．4本章总结

6 SCB的电磁防护研究

6．1电容对不同波形的射频防护研究

6．1．1电容对正弦波的防护效果研究

6．1．2电容对三角波防护效果研究

6．1．3电容对脉冲波的防护效果研究

6．2电容对不同频率射频防护效果研究

6．3 TVS射频防护理论研究

6．3．1 TVS对不同频率电流响应研究

6．3．2不同TVS对交流电的防护效果

6．4本章总结

7全文总结

致谢

参考文献