DSP通信系统的静电放电电磁脉冲敏感性研究

选用可编程数字信号处理器(DSP)和单片微控制器(SCM)等组成CAN总线通信系统,采用人体-金属静电模型,利用静电放电模拟器对水平耦合板、垂直耦合板放电,对该DSP通信系统进行了静电放电电磁脉冲(ESD EMP)辐照效应实验研究,得出了该DSP通信系统出现"死机"故障的ESD敏感电压值.实验表明,靠近DSP芯片一侧比靠近SCM一侧更易受到静电放电电磁脉冲的干扰.     

ESD特征参数与受试设备耦合电压关系实验研究

本文研究静电放电(ESD)辐射场对电子设备的危害.利用电小单极子天线和IEC61000-4-2规定的电流波形标定装置组建的国内第一台静电放电电磁场测试系统,对空气式静电放电进行了系统的实验研究,确定了ESD特征参数与受试设备接受到的ESD耦合电压之间的关系.得出结论,ESD耦合电压的大小受放电电流上升时间tr和电流峰值Ip两种因素影响,且受上升时间的影响更大.为电子器件及设备抗ESD设计提供了客观的数值依据.     

静电模拟器放电开关辐射场特性研究

研究了在静电放电抗干扰实验中模拟器内部放电开关动作对测试结果造成的影响.在保证放电电流满足IEC61000-4-2标准的前提下,对模拟器采取了一定的屏蔽措施,在此基础上进行了模拟器屏蔽前后性能测试及静电放电抗干扰实验.实验结果表明:ESD模拟器自身屏蔽是有问题的,其内部继电器放电开关的动作也会产生强电磁场,对ESD辐射场造成影响,从而影响被测试件的静电放电敏感性测试结果.由此证明IEC61000-4-2对静电放电模拟器只规定放电电流波形及其参数是不够的,还需进行更详细的规定,尤其是电流导数波形和辐射场的规定.     

对耦合板间接静电放电辐射场的数值分析

静电放电(ESD)抗扰度实验是电磁兼容(EMC)实验和测试技术的一项非常重要的实验之一,主要用于测试电子器件及设备的电磁敏感度.目前该标准规定了2种放电方式:直接放电和间接放电.其中间接放电模拟的是带电操作人员对受试器件放电的情形,这在实际生活中经常发生.本文基于IEC61000-4-2中规定的抗扰度实验平台,采用时域有限差分法(FDTD),结合脉冲函数形式的放电电流波形表达式,在对垂直耦合板实施间接放电情形下,对其附近空间的瞬态辐射场作了数值分析与计算.     

微电子系统的静电放电抗扰度实验方法研究

对瑞士Schaffner公司制造的NSG435型ESD模拟器和日本Noiseken公司制造的ESS-200AX型ESD模拟器进行了比较研究.实验发现国际电工委员会IEC61000-4-2标准规定的静电放电抗扰度实验方法及ESD模拟器存在某些问题.针对这些问题并结合许多学者研究的有关结论,研制了一种更符合实际需要的ESD抗扰度检测实验方法和实验装置,利用新研制的实验装置,按照接触式电放电和空气放电两种方式对电子设备形成的干扰(耦合)电压进行了实验研究.     

静电放电电磁脉冲理论建模与作用机理研究进展

通过静电放电效应实验和理论分析,研究了IEC6100042标准规定的实验方法与实验平台的局限性,提出了改进的ESD电磁场理论模型,探讨了静电放电电磁脉冲对微电子器件作用机理,提出了相应防护对策。     

ESD对微波半导体器件损伤的物理机理分析

为了得到电磁脉冲对微波半导体器件的损伤规律,进而研究器件的静电放电损伤机理,首先对半导体器件静电放电的失效模式即明显失效和潜在性失效进行了介绍;其次分析了器件ESD损伤模型;最后通过对器件烧毁的物理机理进行分析,得到器件在静电放电应力下内在损伤原因。在ESD电磁脉冲作用下,器件会产生击穿效应,使内部电流密度、电场强度增大,导致温度升高,最终造成微波半导体器件的烧毁。     

ESD抑制器抑制特性测试方法

依据国际电工委员会IEC 61000-4-2标准和国军标GJB 911-90,用静电放电模拟器和静电放电电流波形测试装置等设备对某型号静电放电抑制器的抑制特性进行了测试.测试结果表明:采用IEC 61000-4-2标准规定的电流靶结合法拉第笼的方法测试静电放电时通过抑制器的电流,能够保证电流波形不失真;而加在抑制器两端的电压须使用有效带宽足够宽的电压探头配合示波器来测量,同时应尽可能消除静电放电时产生的辐射场对电压探头的影响.     

ESD模拟器校验装置的设计与实现

本文根据IEC 61000-4-2标准要求设计了一套静电放电模拟器校验装置,该装置能够对静电放电电流波形进行采集和分析,来检验静电放电模拟器是否符合要求.在该装置中我们用Labview7.0设计了一套软件,通过USB-GPIB总线完成对放在屏蔽室内的数字示波器的控制,提高了这套设备的自动化程度,使测试结果更加准确.     

一种惯性导航计算机接口保护电路的设计

基于ESD保护原理及TVS二极管特性,设计一种惯性导航计算机串行接口的专用保护电路,对电路板的PCB布线及器件的布置提出了一些原则要求,并对此接口电路进行串口静电抗扰度试验.结果表明该保护电路具有一定的抗接触放电及空间放电能力,满足IEC 61000-4-2标准的要求,此串行接口具有热插拔功能.     

基于递归神经网络的TVS电磁脉冲响应建模

针对传输线脉冲(TLP)测试方法实施过程工作量较大、测试结果与实际情况相符程度较差的问题,提出一种基于递归神经网络建模的电磁脉冲响应预测方法。该方法基于TLP测试系统,增加机器模型静电放电和人体金属模型静电放电两类注入电磁脉冲,分别建立Elman,Jordan神经网络以及它们的组合Elman-Jordan神经网络对NUP2105L型瞬态抑制二极管(TVS)进行建模,预测不同脉冲条件下TVS的响应。仿真结果表明,递归神经网络建模效果好、运算效率高。     

静电放电火花点燃危险性分级方法研究

本文研究静电放电(ESD)火花的点燃危险性特征.根据静电放电火花的能量大小、放电火花空间分布范围和放电火花持续时间,研究静电放电火花实际点燃可燃物的可能性,总结了6种典型静电放电火花的实际点燃能力.根据数据序列理论,分析了静电放电火花点火源序列和可燃物危险性序列之间存在的关联性,对静电放电火花的实际点燃危险性进行定量评价,将工业生产条件下的静电放电火花点燃危险性分为4级,并对聚烯烃粉体生产工艺过程中典型和频发性的静电放电火花的点燃危险性进行了定量评价.     

单片微控制器系统的静电放电敏感性研究

分别以2种常用的微控制器芯片80C196和AT89C51为核心设计的2种单片微控制器系统做为目标测试板,利用静电放电电磁脉冲分别对这2种系统进行静电放电效应实验研究,并对其失效机理进行分析.实验结果表明, 80C196单片微控制器系统对静电放电比89C51单片微控制器系统敏感,单片机系统在静电放电电磁脉冲作用下出现死机、跳转、重启动、RAM内容改写等功能失效现象.     

静电放电电磁脉冲对微电子器件的双重作用

研究了低电压的静电放电(ESD)对微电子器件造成的潜在性失效,采用人体模型(HBM)对微波低噪声晶体管2SC3356施加不同电压的ESD应力.结果表明:高电压的ESD注入对2SC3356器件造成的损伤主要是不可恢复的损伤,而低电压的ESD注入对2SC3356器件造成的损伤是可恢复的损伤;ESD的注入对器件有双重作用:一方面ESD在器件中可引入潜在性损伤,另一方面ESD对器件有加固作用,并且注入ESD电压越高,这些作用越明显.     

基于并行FDTD方法的示波器机箱电磁脉冲耦合模拟

电磁脉冲可以通过示波器上的孔缝和裸露的电缆线耦合进机箱内部,使检测到的信号波形发生畸变,甚至可能毁坏内部器件。本文基于并行自适应结构网格应用支撑软件框架,采用大规模并行时域有限差分方法（FDTD）模拟不同极化方向高斯脉冲正入射示波器机箱的耦合。计算结果表明,在线极化的电磁脉冲照射下,示波器内部主极化和其他方向都存在电场分量,不同极化波耦合进入的能量衰减速度不同。     

低电压ESD对2SC3356造成的事件相关潜在性失效

研究了低电压的静电放电(ESD)对微电子器件造成的事件相关潜在性失效.从CB管脚对微波低噪声NPN晶体管2SC3356施加低电压人体模型(HBM)的ESD应力,发现,随着ESD应力次数的增加,器件的放大特性hFE逐渐退化,并且当电压达到一定水平,多次的ESD可以使器件失效.研究表明,低电压的ESD对器件造成的损伤具有潜在性和积累性.     

静电放电火花点燃特性与危险性分级方法

由分析静电放电火花羔火过程的物理特征和静电放电火花的点燃特性。根据静电放电火花的能量大小、放电火花空间分布范围和放电火花持续时间,研究静电放电火花实际点燃可燃物的可能性大小,给出6种典型静电放电火花的实际点燃能力。根据灰色系统理论,分析静电放电火花点火源序列和可燃物危险性序列之间存在的关联性,对静电放电火花的实际点燃危险性进行定量评价,将工业生产条件下的静电放电火花点燃危险性分为4级。