ESD EMP对RAM的辐照效应及加固方法研究

静电放电产生的电磁脉冲 ( ESD EMP)有上升沿陡、频带宽和峰值大等特点 ,对电子系统的干扰和破坏很大。为考察 ESD EMP对电子系统的影响 ,对单片机系统进行了ESD EMP辐照效应实验 ,着重研究了单片机的外部数据存贮器 RAM在其作用下的各种效应。在效应实验基础上研究了

单片机的ESD EMP效应及加固技术研究

ESD EMP(静电放电产生的电磁脉冲)具有上升沿陡、频带宽和峰值大等特点,对电子系统具有很强的干扰和破坏作用。为研究ESD EMP对电子系统的影响,以单片机为实验对象,对单片机系统进行了ESD EMP辐照效应实验。实验表明,单片机系统在ESD EMP作用下,会出现10多种故障现象。文中在实验基础上研究了单片机加固技术。

ESD EMP对触发器电路的辐照效应实验

静电放电产生的电磁脉冲具有上升沿陡、频带宽和峰值大等特点,它对电子系统具有很强的干扰和破坏作用。为研究ESD EMP对电子系统的影响,以某电子设备上的电路板为实验对象,进行了ESD EMP辐照效应实验。实验表明,该电路板在ESD EMP作用下,触发器的存贮数据会发生改变。在实验基础上,分析了各种效应产生的原因。

ESD EMP对单片机的辐照效应实验及加固方法研究

为研究静电放电电磁脉冲对电子系统的影响 ,进行了静电放电电磁脉冲对单片机系统的辐照效应实验。实验表明 ,单片机系统在 ESD EMP作用下 ,会出现“死机”、重启动、通讯出错和数据采集误差增大等现象。在实验基础上 ,研究了对 ESD

ESD EMP对某雷达接口电路的辐照效应实验

静电放电产生的电磁脉冲 (ESD EMP)具有上升沿陡、频带宽和峰值大等特点 ,它对武器装备的电子系统具有很强的干扰和破坏作用。为研究 ESD EMP对武器装备电子系统的影响 ,以某雷达接口板为实验对象 ,进行了 ESD EMP辐照效应实验。实验表明 ,该接口板在 ESD EMP作用下 ,会出现通讯出错和控制状态改变等现象。在实验基础上 。

ESD与EMP对微波晶体管损伤机理研究

主要论述了电子装备中易受静电放电(ESD)和电磁脉冲(EMP)损伤的微波半导体器件的失效模式和失效机理。实验与理论分析结果表明,电流放大系数hFE是ESD、EMP损伤的敏感参数;在ESD、EMP的作用下,器件进入雪崩击穿状态(反偏注入),从而诱发热电子注入效应,使hFE逐渐退化;BC结反偏时的失效能量低于EB结反偏时的失效能量,BC结是EMP损伤的较易损端口;改进器件的结构设计、提高器件抗ESD、EMP能量,可有效提高电子装备抗电磁脉冲的可靠性水平。

ESD EMP能量耦合线性化建模

针对利用非线性建模方法研究静电放电电磁脉冲(Electro Static Discharge Electro Magnetic Pulse,ESD EMP)能量耦合存在计算复杂、模型收敛性能较差的问题,基于ESD辐照实验提出了一种非线性系统线性化建模方法。该方法是将系统响应与激励间的非线性关系转化为线性关系后,利用带遗忘因子的递推最小二乘法进行线性回归来建立模型。首先利用3.5 k V ESD实验数据进行建模,然后应用3.5 kV、4.5 kV ESD实验数据进行模型验证,2种情况下的拟合度均达到94.303 3%。结果表明:线性化建模能有效降低建模难度,且模型精度较高,为ESD能量耦合研究提供了一种简便有效的建模方法。

航天器高压太阳电池阵列ESD检测用柔性天线传感器

为完善地球同步轨道(GEO)航天器静电放电(ESD)风险评估手段,文章根据空间ESD辐射电磁波频带特性,利用三维电磁场仿真软件ANSYSS HFSS,采用矩形贴片天线等效技术、梯形地平面技术和CPW馈线指数渐近线化技术开展航天器高压太阳电池阵列ESD检测用柔性天线传感器研究。采用聚酰亚胺(PI)作为柔性天线基底,其厚度为0.28 mm;柔性天线在弯曲半径分别为100、300、500 mm以及不弯曲条件下,300 MHz~2 GHz频带范围电压驻波比(VSWR)小于3,其中在650 MHz~2 GHz频段范围VSWR小于2。通过搭建的ESD模拟试验平台对传感器的电磁脉冲(EMP)信号检测性能进行实测分析,结果表明传感器能够有效地检测到高压太阳电池阵列表面的ESD EMP信号,具有用于航天器ESD故障预警的潜力。

基于高分子电压诱导变阻膜的全PCB抗脉冲防护

随着芯片集成度的不断提高,内部互连导线间距越来越小,器件更易在静电作用下受到损害。为提高印制电路板(PCB)在实际应用中抗静电放电(ESD)和电磁脉冲(EMP)的能力,制作了一种高分子电压诱导变阻膜,将其嵌入PCB中形成脉冲吸收网络,使全板具备抗瞬变脉冲能力,实现对ESD和EMP的全系统防护。ESD防护实测结果表明,对比普通PCB,全抗脉冲PCB对静电脉冲有更快的响应速度和更高的释放效率;传输线脉冲(TLP)测试结果表明,采用电压诱导变阻膜的PCB中每一点都具有过电压脉冲吸收能力,电流泄放能力可达50 A以上。

ESD辐射场的计算及对传输线的耦合研究

为分析静电放电的辐射场及其对传输线与负载终端的影响,采用了一种基于脉冲函数的静电放电电流波形解析表达式计算了静电放电电磁脉冲辐射场并给出了近场和远场波形。结果表明放电电场包括由初始电荷引起的静电场和由放电电流引起的辐射场,在放电电极附近,静电场远大于辐射场,但静电场随空间距离衰减得很快,在远区场主要由放电电流引起的辐射场。利用传输线理论建立静电放电场对电长导线的耦合计算模型得出了静电放电辐射场在线上的感应电压和感应电流计算方程。

用于静电放电EMP实验的三模冗余技术

通过对TMR（Triple Modular Redundsncy）容错技术的分析和研究，介绍了一种基于FPGA芯片的TMR整体“硬化”技术，并分别对采用了TMR技术的电机容错控制系统和未采用TMR技术的一般电机控制系统进行了ESDEMP的辐照效应实验，得出TMR技术可有效增强控制系统抗ESDEMP能力的结论。

静电放电电磁脉冲辐照效应研究

基于传输线理论研究了静电放电电磁脉冲(ESD EMP)对电路的辐照效应机理,并建立了相关的数学模型.参照IEC61000-4-2标准,进行了ESD EMP辐照效应实验,同时实测了耦合板周围电场强度,实验结果表明,当受试设备电路板平行于水平耦合板(HCP)放置时,在电场强度类似的情况下,对水平耦合板(HCP)放电时的感应干扰电压普遍比对垂直耦合板(VCP)放电时高.将实验结果与模型分析比较,结果吻合良好,因此可以用此模型来研究静电放电产生的电磁脉冲场与电子系统的能量耦合问题.本文研究也表明现行的IEC61000-4-2标准存在不足,水平耦合金属板会改变静电放电电磁脉冲辐射场的入射方向,对测试结果影响较大,需要对被测设备(EUT)的摆放位置作进一步的规范.

静电放电电磁脉冲耦合的非线性优化建模

针对现有机理建模算法普遍存在计算电磁脉冲响应过程过于复杂的问题,为能够给电子设备静电放电电磁脉冲响应计算提供一种简便有效的能量耦合建模方法,设计了脉冲场强测试仪的静电放电辐射实验。用NARX神经网络代替传统NARX网络,依靠遗传算法对网络的初始权值、阈值进行优化,以3.5 kV静电放电实验数据作为建模数据对系统进行非线性辨识,并对4.5 kV静电放电电磁脉冲响应进行预测。建模结果表明,两种模型均能准确预测响应波形,但优化后的NARX神经网络模型精度更高。该建模方法计算过程简单。该方法同样适用于其他电磁脉冲响应建模。

微波低噪声晶体管电磁脉冲敏感端对研究

在研究电磁脉冲对微电子器件作用效应的过程中,针对三种不同型号的微波低噪声硅半导体器件进行了电磁脉冲(静电放电和方波电磁脉冲)直接注入的试验,结果发现该类器件对电磁脉冲最敏感的端对并不是EB结(发射极-基极),而是CB结(集电极-基极)。通过对器件结构与放电过程的分析,分别得出了CB结、EB结的损伤机理:随放电电压的增大,热载流子撞击界面,使流经界面处的少数载流子复合速度增加,少数载流子在界面处及界面附近被复合,从而降低了器件的电流放大系数。而无论从哪个结注入,器件完全失效均是由热二次击穿造成。从而更进一步地证明了CB结比EB结更敏感。

静电放电电磁脉冲模拟装置

介绍了静电放电电磁脉冲 ( ESD EMP)的特性。研究了用 ESD模拟器产生 ESD EMP的方法 ,并给出了 ESD EMP的时域波形和频谱。在研究 ESD模拟器的基础上 ,首次通过 ESD模拟器和GTEM室的结合 ,在 GTEM室内产生了均匀的、重复性和线性好的 ESD EMP。实验表明 ,用这种装置能够实现对静电放电电磁脉冲的实验室模拟。实现了人们用 GTEM室产生 ESD EMP的梦想。

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．

静电放电电磁脉冲激励下材料屏蔽效能研究

为更好地评价电磁屏蔽材料对静电放电电磁脉冲的屏蔽效能,对静电放电脉冲激励下的材料的屏蔽效能进行了时域测试研究。以静电放电电磁脉冲为注入源,结合宽带同轴测试夹具和数字存储示波器,对一种平面材料的屏蔽效能进行了时域测试。通过得到的屏蔽前后的信号,计算了不同激励电压下该材料的峰值屏蔽效能,结果表明激励电压的大小对该材料的电磁脉冲屏蔽效能影响不大。通过对屏蔽前后信号的FFT变换计算了其频域幅频特性曲线,与频域实验测试所得的幅频特性曲线进行了对比,结果比较一致。表明该时域测试系统能够可靠地评价材料对高压静电放电电磁脉冲激励下的衰减能力。

静电放电电磁脉冲在线缆网络中的作用规律

针对目前国内外较少研究电磁脉冲在供电线缆、通讯线缆和数据线缆等构成的各种传输网络及其重要电子终端设备中的传导耦合规律、效应评估的现状,以典型人体-金属模型(BMM)静电放电(ESD)电磁脉冲(EMP)作为注入源,对静电放电电磁脉冲在线缆网络中的传导耦合规律进行了仿真和实验研究。建立了树形结构和环形结构线缆网络的电磁拓扑仿真模型,并运用电磁拓扑理论中的BLT超矩阵方程,采用将网络传递函数和时域卷积相结合的计算方法,得到了各结点瞬态响应的仿真结果。搭建了静电放电电磁脉冲实验平台,对理论建模仿真结果进行了实验验证,实验结果与仿真结果具有较高的一致性,从而验证了理论方法的有效性。研究结果表明,线缆网络中某一端口的脉冲响应不仅与网络结构有关,而且受到网络中线缆长度、负载阻抗等变化的影响。

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.

静电放电电磁脉冲均匀辐射场模拟

为了研究静电放电电磁脉冲(ESD EMP)的特性,利用传统的静电放电电磁脉冲产生方法,通过静电放电模拟器在静电放电抗扰度试验平台上放电,产生了静电放电电磁脉冲,并测出了静电放电电磁脉冲的时域波形和频谱。在研究电磁脉冲模拟器的基础上,首次通过ESD模拟器和GTEM室的结合,在GTEM室内产生了均匀的、重复性和线性好的ESDEMP。实验表明,用TEMP室、GTEM室等大型装置产生均匀静电放电电磁脉冲辐射场的方案是可行的。