不同形状孔阵屏蔽效应的分析

 屏蔽效应的研究对于防御电磁干扰，保证电子系统的正常工作是非常重要的。计算了屏蔽腔上开有不同形状的孔阵时对屏蔽效应的影响，分析比较了各种不同孔间距对屏蔽效应的影响。计算结果表明，圆形孔阵的穿透系数最小，方形孔阵次之，蜂巢形孔阵较大，但频谱分布基本一致。而对于哑铃形孔阵，由于孔面形状差异较大，孔面处磁流分布变化也较大，不仅穿透系数比前三者都大，而且高频时穿透系数的频率分布也发生较大改变。另外，随着孔阵中孔间距变大，孔之间的互耦减弱，耦合进屏蔽腔内的场强也变小。     

快上升沿电磁脉冲作用下PIN二极管中的电流过冲现象

 为了研究瞬态电磁脉冲对PIN二极管的干扰，利用基于扩散漂移模型的基本半导体方程，采用半导体器件一维瞬态数值仿真的方法,对快上升沿阶跃电磁脉冲作用下PIN二极管中的电流密度和电荷密度分布的变化进行了研究，分别观察了正反偏电压脉冲作用下过冲电流的产生过程并进行了分析。分析表明，过冲电流是和PIN二极管在高频下的容性表现相关的，无论是在正电压还是负电压情况下，脉冲上升沿时间越短、初始正偏压越高，则过冲电流密度的峰值越高。     

高功率微波对PCB电路系统辐照效应的仿真分析

 以实验室自主研发的2维半导体器件-电路联合仿真程序用于分析高功率微波注入下半导体器件的毁伤机理,以此2维半导体器件-电路联合仿真程序为基础加以扩展,添加了电磁波辐照射下微带线的SPICE电路模型。扩展后的程序可以同时用于分析平面波入射下含半导体器件的PCB电路的高功率微波辐照效应和置于带孔缝屏蔽腔中的PCB电路的高功率微波辐照效应。应用此仿真程序分析了一个含有低噪声放大器的简单PCB电路,得到了该PCB电路在不同形式平面波入射下低噪声放大器的烧毁阈值,在该PCB电路置于屏蔽腔中时,低噪声放大器输入端口出现耦合干扰电压情况。     

CMOS反相器内部瞬态闩锁效应的脉冲宽度效应理论模型

从基本半导体物理出发,通过求解载流子连续性方程,建立了能够定量描述引起CMOS反相器内部瞬态闩锁效应的微波脉冲功率阈值与脉冲宽度关系的解析理论模型。通过与仿真结果以及文献中实验数据的对比,验证了该理论模型的正确性。该理论模型表明,引起CMOS反相器内部瞬态闩锁效应的微波脉冲功率阈值首先随着脉冲宽度增加逐渐降低,但是存在一个明显拐点区域,当脉冲宽度超过该区域之后,引起闩锁效应的功率阈值变化不甚明显。     

重频超宽带脉冲干扰低噪声放大器

理论分析和仿真研究了重频超宽带脉冲对低噪声放大器(LNA)的干扰特征,给出了高斯脉冲幅度、脉宽及重频等参数对LNA干扰效果的规律,对工作于40~80MHz频段的接收机LNA开展了相关验证实验。结果表明:干扰特征主要由LNA工作频带和脉冲参数决定;不同脉冲参数对干扰的效果影响不同,脉冲幅值的影响最显著;在验证实验研究的参数范围内,增大高斯脉冲幅度、脉宽和重频均有利于增强对LNA的干扰效果。     

脉冲宽度对核电磁脉冲烧毁RS触发器效应的影响

利用实验室自主开发的二维半导体器件-电路联合仿真器对RS触发器在核电磁脉冲注入下的烧毁情况进行研究,发现烧毁发生在RS触发器内n沟道增强型MOSFET栅极和漏极之间的沟道内。RS触发器烧毁的功率阈值随着脉冲宽度的增加而降低,当脉冲宽度大于80 ns后阈值变化很小。根据仿真结果,通过热传导方程对RS触发器的烧毁情况进行建模,得到了不同脉冲宽度核电磁脉冲注入下RS触发器烧毁功率阈值的理论模型,仿真结果证明了理论模型的正确性。     

CMOS反相器的电磁干扰频率效应

利用自主开发的2维半导体器件-电路联合仿真器,研究了CMOS反相器在1 MHz～20 GHz电磁干扰作用下的响应。仿真结果表明:低频电磁干扰通过控制CMOS反相器中MOS管的导通、截止影响CMOS反相器的正常工作;高频电磁干扰通过MOS管中的本征电容耦合到输出端,干扰CMOS反相器的工作状态;CMOS反相器对于电磁干扰的敏感度随着干扰频率上升而不断降低。     

外电路在电磁脉冲对双极型晶体管作用过程中的影响

 借助自主开发的2维半导体器件-电路联合仿真器，研究了电磁脉冲从发射极注入双极型晶体管时，外电路的影响，分析了共基极接法晶体管的电流分配系数，然后在此基础上研究了3种典型外电路元件的影响。结果表明：当脉冲从发射极注入时，基极外接电阻对器件烧毁过程影响不大；集电极外接正电压源等效于削减电磁脉冲的幅度，有延缓器件烧毁的作用；集电极外接电阻能明显提高器件对电磁脉冲的耐受性。     

双极型晶体管损坏与强电磁脉冲注入位置的关系

 利用时域有限差分法，对双极型晶体管(BJT)在强电磁脉冲作用下的瞬态响应进行了2维数值模拟，研究了电磁脉冲从不同极板注入时BJT的响应情况，根据温度分布的集中程度分析了发生烧毁的难易程度。模拟得出：发射极注入最容易导致烧毁，集电极注入次之，基极注入相对不易导致烧毁；发射极注入烧毁所消耗能量随着脉冲电压上升而下降，到30 V以后基本与电压的升高无关，集电极注入烧毁所消耗的能量则随着电压上升而上升，到100 V以后由于BE结上热点的出现而开始下降。     

双极型晶体管在强电磁脉冲作用下的瞬态响应

 利用时域有限差分法，对双极型晶体管在强电磁脉冲作用下的瞬态响应进行了2维数值模拟，分析了器件烧毁过程中电场、电流密度、温度等参数的分布及变化情况，分别观察了低电压和高电压脉冲作用下烧毁过程中热点的形成过程，并得到了器件烧毁所需时间以及能量与脉冲电压幅度之间的关系。在电压脉冲较低时，烧毁点位于通道中靠近集电极的位置，当脉冲电压达到一定幅度的时候，由于发射极与集电极之间发生雪崩击穿，基极和发射极之间电势会抬高，从而引起基极和发射极之间的击穿，形成新的热点，并在电压幅度约高于100 V的情况下会率先达到烧毁温度。随着脉冲电压幅度的增高，晶体管烧毁所需时间呈负指数减少，而所需能量在55~100 V之间接近于线性增长，直到电压幅度约高于100 V时才开始减少。