Simulation der Zerstörwirkung von elektrostatischen Entladungen (ESD) auf Kfz-Elektroniksysteme

摘要

Die Eigenschaften von elektrostatischen Entladungen stellen ein erhebliches Störpotential für elektronische Bauelemente und Geräte dar. Es sind daher Maßnahmen notwendig um empfindliche Bauelemente zu schützen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Simulationsmethode erarbeitet, welche es erlaubt, die leitungsgebundene Auswirkung von transienten Pulsen auf Kfz-Elektroniksystemen zu analysieren und zu bewerten. Der Simulationsansatz kann dazu verwendet werden um ESD-Schutzstrategien in Kfz-System zu beurteilen, die dafür notwendigen Komponenten zu dimensionieren und die dabei entstehenden Phänomene und Effekte zu analysieren. Mit den dabei erstellten Modellen ist es möglich, sowohl das elektrische Verhalten als auch die Ausfallschwelle der belasteten Systeme mittels gängiger Simulatoren zu ermitteln. Die dabei erarbeiteten Verfahren zur Modellierung der einzelnen Komponenten erlauben es das ESD Verhalten der betrachteten Systeme mit einem vertretbaren Modellierungsaufwand zu bewerten. Hierbei konnte unter anderem ein Ansatz entwickelt werden, welcher das nichtlineare Verhalten von ESD- Schutzkomponenten und IC-Eingängen unter Pulsbelastung beschreibt. Darauf aufbauend wurde ein thermisches Ausfallmodell entwickelt. Bei der Erstellung der Verfahren wurde darauf geachtet, dass alle notwendigen Modellparameter mithilfe von Messungen ermittelt werden können. Dies gilt sowohl für das nichtlineare Verhalten von diskreten Bauelementen, als auch für die Parameter zur Beschreibung des Verhaltens von IC-Eingängen unter Pulsbelastung und die darauf aufbauenden thermischen Ausfallmodelle.