半导体桥火工品静电危害特性研究

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为了探索半导体桥(SCB)火工品在静电环境下的作用机理、易损特性和评估方法等,为SCB的静电防护提供有效的参考依据,使其更好的适应日益复杂的电磁环境,本文就静电脉冲对典型半导体桥(TSCB)和微型半导体桥(MSCB)的影响进行了研究。具体如下:(1)研究了静电作用下判别SCB失效的判据,主要包括:微光显微镜(EMMI)、烧蚀面积、I-V曲线和电阻变化等。(2)通过ESD作用前后半导体桥的点火实验,对点火时间和点火能量进行t-检验,得到:TSCB承受静电放电电压阈值为22kV,MSCB的失效阈值电压为14kV。(3)通过D-最优点火实验,得到:静电作用后TSCB和MSCB的全发火电压降低,电流峰值对应时间延迟,说明静电作用使得桥的感度提高,点火可靠性下降;在等离子体点火情况下,静电作用后的TSCB和MSCB,其形成等离子体的电压二次峰延后,非等离子体点火时,TSCB的峰值电压和峰值电流延后,而MSCB的峰值电压和峰值电流基本不变;随着静电电压的增大,静电作用后TSCB的I-V曲线斜率变小,而MSCB的I-V曲线斜率变大;模拟人体静电放电对TSCB和MSCB作用,发火概率为0,表明人体静电对TSCB和MSCB安全。(4)探讨了多次静电放电对TSCB和MSCB’性能的影响。对于TSCB而言,即使放电次数达到12次,桥区仍然不产生任何影响其性能的损伤;而对于MSCB来说,随着放电次数的增多,桥区的烧蚀面积呈指数增长,当达到8次时,桥区爆发,且静电后的MSCB电阻变化很大,相应的I-V曲线斜率差别很大,因此,I-V特性曲线和电阻的变化可以作为多次静电放电对SCB性能影响的判据。
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