考虑场板边缘效应的SOI-pLDMOS表面电场模型及器件优化设计

针对带有栅极场板的绝缘体上硅p型横向双扩散场效应晶体管(SOI-p LDMOS),提出了一种新型表面电场解析模型.相比于传统模型,该模型充分考虑了场板边缘效应对电场分布的影响,验证结果显示新模型能更好地符合Medici数值仿真结果.此外,基于所建立的器件表面电场模型,研究了栅极场板长度(包括多晶硅场板和金属场板)及漂移区掺杂浓度对器件表面电场分布和击穿特性的影响,进而对SOI-p LDMOS进行了优化设计.流片测试表明,所建立的新型表面电场解析模型能够很好地指导器件参数设计,实现了器件耐压和导通电阻的最佳折中.     

浅论平行板电场对酒精灯火焰的影响

实验研究了各种极板距离以及电压下平板电场对酒精灯火焰的运动取向特性。结果表明,平板电场放电前,火焰中带电粒子受电场力作用,其偏移随电场增大而趋于明显;放电后,板间形成离子风,诱导周围气流流动,火焰被很大程度拉伸。实验结果为掌握电场对液体燃料扩散火焰的影响规律,用适当的电场来控制燃烧走向提供了有益的参考。     

熔体静电纺丝中电极材质和形状对电场和纤维的影响

电场强度大小及分布对静电纺丝工艺的成纤形貌和接收面积具有重要影响。采用COMSOL Multiphysics分析软件建立电场分析的有限元模型,分别研究了熔体静电纺丝工艺中接收电极材质和形状对电场分布的影响,结果表明塑料在一定程度上削弱了电场强度,但是增加了电场的均匀度。通过扫描电子显微镜观测了接收电极材质和形状对纤维直径和形貌的影响,发现在不同的接收电极形状中,中空电极内环边缘电荷聚集,纤维摆动路径延长,获得较多的羊毛圈状纤维;对于方格状电极板,由于大方格的孔隙较大,削弱了电场,纤维直径较粗,中方格尺寸相对适中,可能对电场有一定的均化作用,因此降落到中方格电极板上的纤维沉积面积最大。     

基于样条有限点法的压电功能梯度板的动力分析

为了研究热环境中强电场作用下压电材料的电致非线性效应对压电功能梯度(P/FGM/P)板自由振动的影响,基于高阶剪切变形理论,采用压电材料电致非线性本构关系,同时考虑电场和热荷载的作用,通过样条有限点法建立P/FGM/P板动力分析模型,讨论了压电线性与非线性效应的差别,以及热环境中强电场对P/FGM/P板自振频率的控制效果。结果表明:随电场增大,压电线性解与非线性解偏差增大,且偏差大小同时还受边界约束影响。随温度升高,由于板的刚度减小,电场对P/FGM/P板自振频率的控制效果变好。同时也证明了样条有限点法具有编程简便、精度好及效率高等优点。     

不均匀介质的平均介电常数及其应用

研究了不均匀介质情况下,非平行板电容器的电场强度和能量问题。研究表明,在平行电场方向不均匀时,可以用介电常数的加权调和平均值来简化电场能量和电容量的计算;在垂直电场方向不均匀时,可以用介电常数的加权平均值来简化计算。     

关于位移电流几个问题的探讨

本文论证了麦克斯韦变化电场激发磁场假设的本质是变化的涡旋电场激发磁场;证明了似稳条件下平板电容器两板间的磁场不是位移电流的磁场,而是传导电流的磁场;并提出了引入全电流定律的一种方法。     

针阵列对板电晕放电捕集微细颗粒物研究

研究了采用针阵列对板电晕放电对粒径在0.3～10.0μm之间的微粒进行捕集的捕集效率.研究中利用洁净空气量分析其捕集效果,利用Deutsch公式计算微粒的有效驱进速度,根据实验结果和静电除尘理论,分析得到引起捕集效率高的原因是放电区电场强度高,则快速电子密度高,使微粒有效荷电,同时荷电微粒的驱进速度高;针到板之间的间距窄,则荷电微粒的定向运动距离短、电场对其的捕集时间短;直流供电提供稳定的电场,相对于变化的电场来说放电区气流相对稳定,利于荷电微粒定向运动.     

测量电磁场的几种光子传感器机理及其应用

本文介绍了三种基于不同机理实现电磁场测量的光子传感器工作原理、制作及应用,它们分别是:基于D型光纤与电光聚合物板耦合的光电传感器;测量高强度电场的集成光电传感器;恶劣环境中的反转域铌酸锂全光学电场传感器。     

棒/球-板长间隙的电场分布特征与操作冲击放电电压预测

空气间隙的电场分布是决定其绝缘强度的重要因素,建立电场分布特征与放电电压的关联性是实现绝缘计算的关键.该文针对棒-板和球-板长间隙,提出一种空间电场分布表征方法,对电场有限元仿真结果进行后处理,从极间路径和锥形场域中提取66个特征量.建立基于最小二乘支持向量机的预测模型,以电场分布特征集和放电电压作为输入和输出参数,通过改进灰狼算法对模型进行参数优化,利用最大信息系数法进行特征降维.采用该模型对棒/球-板长间隙进行标准操作冲击放电电压预测,算例结果表明,测试样本预测值与试验值较为吻合,最大相对误差为8.3%,平均绝对百分比误差为3.2%.研究结果可为实现空气间隙绝缘计算提供参考.     

电容储能分析

电容器储存的电能W由两个部分组成:一是纯电场能We;二是电介质的级化能Wp,纯电场能We实际上就是电容器极板上的自由电荷与介质表面的极化电荷的总静电能,而介质极化能Wp是给电容器充电的过程中由于电场对介质做功而使介质储存的电能。下面就平行板电容器这个最简单的情形来计算We和Wp以及相应的能量密度We和Wp。     

位于导电媒质中的平行板电容器

本文给出位于寻电媒质中充电平行板电容器内的电磁场分布情况、结论是:虽然板间电场随时间按指数规津衰减、但磁汤为零,电容器放电过程中,电场能的减少全部转化为导电媒质的焦耳热。     

气液两相流中气泡周围电场特性研究

针对均匀电场作用下的气液两相系统建立了数学模型 ,研究了单个及多个气泡附着于壁面、即将脱离和上升至两极板间的电场分布情况 .结果表明 ,气泡周围电场的强弱及其分布的均匀性是影响气泡运动的重要因素 .当大量气泡出现并有部分气泡脱离壁面时 ,电场对气泡的作用减弱 ,这为高热流密度下电场强化沸腾换热效果不再明显提供了理论依据 .     

电子枪加速极对空间电场影响的解析研究

 
推导了电子枪中各电极之间的类平行板电容公式,根据电场叠加原理和点电荷场强公式推导了加入加速极前后电子枪的电场分布解析式,并针对轴上关键区域的电场用Matlab进行了仿真分析,结果显示对于阴极半径0.5mm,阳极内半径5mm、外半径30mm,两极间距110mm的结构,在无加速极时只会在阴极表面1.9mm范围内产生大于1V/mm的强电场,其他位置几乎都为零;加入加速极后轴上电场会急剧增大到原来的几百倍,且加速极数目越多,轴上电场越大,并且加入3个电极时可以形成相对最均匀的电场,说明了电子枪设计加速极的原因和必要性,为电子枪结构的设计提供了一定理论依据.
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场板结构对AlGaN/GaN HFET电场分布的影响

场板结构可以有效抑制横向型HFET器件栅极边缘的电场集边效应,降低尖峰电场峰值,从而大幅提高器件的耐压特性。利用Sentaurus TCAD工具,构建具有场板结构的HFET器件,研究了场板长度和钝化层的厚度对器件沟道电场分布的影响,归纳出场板结构设计的基本规律和一般方法。     

电极结构对电流体运动的影响

为了研究电极结构的变化对除尘器中电晕放电产生的二次流与主流一次流耦合后形成的流场以及电场分布的影响，设计了线-传统板与2种不同结构的线-开孔板极配方式.在建立电晕放电和流场的多物理场耦合数值模型的基础上，利用COMSOL软件模拟研究了3种不同极配方式下的电除尘器通道内的电场与流场特征.模拟结果表明：电极结构对除尘器内部近板电场及流场分布影响较大.新型开孔板的近板电场强度高于传统板，随着入口流速的增大，离子风对除尘器通道内流场的扰动逐渐减小.结果同时表明孔结构能有效降低近收尘极板流速，在入口流速为0.5 m/s时，新型开孔板近板风速相比传统板分别降低了14.58%和15.62%,入口流速为1.0 m/s时，近板流速分别降低了19.94%和20.20%.这一结果表明新型开孔结构能有效减小收尘极板附近流速，减少二次扬尘，提高除尘效率.     

空间电场对单根纳米纤维沉积的影响分析

基于近场静电纺丝,分别讨论单根纳米纤维在平面硅片、图案化硅片基底上的沉积规律.当收集板运动速度大于纳米纤维喷射速度时,将获得直线状纳米纤维;而当收集板运动速度小于纳米纤维喷射速度,纳米纤维易受电场力和电荷排斥力的影响而产生弯曲鞭动,并缠绕成纳米纤维带或螺旋状结构.采用图案化硅基作为收集板时,电场分布发生变化,微结构表面电场强度大于其他区域.纳米纤维在微结构表面产生聚集,且微结构表面电场的增强也加快纳米纤维喷射速度.     

线-板式电除尘器场强正态分布模式假设及其检验

根据线-板式电除尘器的电场分布特征。提出线-板式电极问电场分布服从正态分布假设。在此假设下，以电晕区边缘和收尘极板表面作为边界条件，应用高斯定理导出线．板式电除尘器的电场分布理论计算式。该式与Oglesby等报道的线-板式电场的数值解有极好的一致性。研究表明，无论是单根还是多根电晕线，在电晕区外，所得场强分布式在整个线-板式电除尘器内处处连续可导。     

一种带有浮空阶梯场板的AlGaN/GaN SBD仿真

研究了一种带有浮空阶梯场板的AlGaN/GaN肖特基势垒二极管结构—SFFP-SBD(Stepped Insulator Floating Field Plate).该结构是结合浮空场板,阶梯场板的优点,在反向状态下,浮空阶梯场板和横向场板之间的静电荷影响沟道内的电场,在沟道内形成电场峰值,并且浮空阶梯场的钝化层较厚,场板向阴极方向延伸,浮空阶梯场板的调制沟道作用会更加明显,提升反向耐压效果明显.使用Silvaco TCAD软件对器件的浮空阶梯场板的钝化层厚度和水平位置进行优化,仿真结果显示,钝化层厚度为500 nm,S为0μm时,击穿电压达到最大为-900 V.因此,该器件可以应用在高电压的电路中.     

气液两相流中气泡周围电场特性研究

针对均匀电场作用下的气液两相系统建立了数学模型，研究了单个及多个气泡附着于壁面、即将脱离和上升至两极板间的电场分布情况．结果表明，气泡周围电场的强弱及其分布的均匀性是影响气泡运动的重要因素．当大量气泡出现并有部分气泡脱离壁面时，电场对气泡的作用减弱，这为高热流密度下电场强化沸腾换热效果不再明显提供了理论依据。     

电场分布对静电纺丝纤维直径的影响

为了研究电场对静电纺丝纤维直径的影响,设计两种具有不同电场分布的单针头和辅助板静电纺丝装置,采用聚氧化乙烯(PEO)为原料,在两种纺丝装置中,分别设计不同纺丝电压、纺丝接收距离和纺丝流量参数下的对比试验.并用Maxwell软件模拟纺丝装置中的电场强度分布,结合试验结果说明电场分布影响静电纺丝的纤维直径,从而得出在均匀电场中所纺丝的纤维直径较小.