NPN复合管的EMP效应研究

发布时间：2022-09-24 19:52

　　NPN复合管电路可以较好的提升和改善单个NPN晶体管的性能,从而提高相关电路的性能指标,在直流电机、电磁阀等需要较大驱动能力的工控领域最常见的是用两只晶体管构成的复合管来提高电路中的电流放大倍数,同时提高电路对后级负载的驱动能力。并且此类电路由于应用环境的限制,经常暴露在复杂的电磁环境中,容易受到强电磁脉冲的影响,因此针对复合管电路的EMP注入损伤效应以及相关机理的研究对提高复合管电路在工控以及相关领域应用的可靠性具有十分重要的意义。本论文首先通过仿真软件Sentaurus建立了典型NPN型双极晶体管的二维数值模型,通过调用该晶体管模型建立了由两个双极晶体管组成的共发射极复合管放大电路,并调整好该放大电路的直流工作点。基于该模型重点研究了外接电阻、电源电压、EMP信号样式、注入位置等参数对该电路结构抗EMP效应的影响。研究中通过逐个改变可能影响共发射极复合管放大电路结构抗EMP效应的变量,通过比较该变量变化前后的器件烧毁程度,分析得到了该电路结构在EMP作用下的损伤规律,并且结合该损伤机理以及器件的易损伤部位,初步给出了共发射极复合管放大电路结构抗EMP效应的加固措施。基于所建立的硅基... 

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 论文背景以及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 EMP注入效应研究状况
        1.2.2 EMP辐照效应研究状况
    1.3 论文主要内容以及研究方法
    1.4 各章节内容安排
第二章 EMP作用下双极晶体管的损伤机理
    2.1 几种常见的电磁脉冲
    2.2 电磁脉冲耦合机制
    2.3 结二次击穿
        2.3.1 热不稳定性理论
        2.3.2 雪崩注入理论
    2.4 氧化层和介质击穿
    2.5 由复合管构成的共射极放大电路工作原理
    2.6 本章小结
第三章 NPN晶体管以及复合管电路模型的建立
    3.1 Sentaurus仿真软件
    3.2 NPN晶体管模型
        3.2.1 器件结构
        3.2.2 器件数值模型
    3.3 复合达林顿管构成的共发射极放大电路仿真模型
    3.4 仿真信号模型
    3.5 本章小结
第四章 信号样式和偏置电路对复合管电路抗EMP效应的影响
    4.1 电路结构对复合管电路抗EMP效应的影响
    4.2 偏置电阻对复合管电路抗EMP效应的影响
    4.3 电源电压对复合管电路抗EMP效应的影响
    4.4 基极注入下EMP信号样式对NPN复合管损伤效应的影响
        4.4.1 不同强度正弦信号注入时的仿真结果与数据分析
        4.4.2 不同信号类型注入情况的仿真结果和数据分析
        4.4.3 信号频率对放大器EMP响应的影响
    4.5 发射极注入与集电极注入下的NPN复合管损伤效应
        4.5.1 接地注入
        4.5.2 集电极注入
    4.6 本章小结
第五章 复合管抗EMP损伤加固措施研究
    5.1 微电子器件防护的一般方法
    5.2 双极晶体管放大电路抗EMP损伤研究
        5.2.1 放大电路直流工作点对器件损伤的影响
        5.2.2 放大电路发射极外接电阻对器件损伤的影响
        5.2.3 基极偏置电阻对器件损伤的影响
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3680761