靜電防護器件載流子輸運動力學與防護性能評價方法研究.pdf

1、隨著電子技術、通信技術和電力工業(yè)的高速發(fā)展，靜電放電（ESD）防護在電子設備中的作用越來越突出，但目前對ESD防護器件的性能評價沒有統(tǒng)一的標準，甚至沒有統(tǒng)一的、科學的性能評價參量和測試系統(tǒng)。這種現(xiàn)狀給ESD防護設計帶來了極大的不便，也不利于ESD防護器件的研制與創(chuàng)新。針對這種現(xiàn)狀，本文在了解國內外研究現(xiàn)狀的基礎上，利用一般力學的方法和原理，研究了ESD防護器件內載流子的輸運動力學特性，并基于載流子的輸運動力學特性，提出了防護性能評價方法

2、，建立了四種防護器件（即：瞬態(tài)電壓抑制（TVS）二極管、氧化鋅壓敏電阻、氣體放電管、聚合物ESD）的等效電路模型，為給ESD防護器件制定統(tǒng)一的防護性能評價標準和規(guī)范的測試方法提供了一定的理論基礎和實驗依據(jù)。
　　本研究主要內容包括：⑴研究了四種器件的微觀結構，研究了不同器件內產生非平衡載流子的力學原理，并形成了統(tǒng)一的導電模型。這些力學原理和導電模型可以為構建器件的等效電路模型和確定防護性能的評價參量提供理論依據(jù)。⑵分別研究了無機器

3、件和有機器件中載流子輸運動力學特征，推導了載流子輸運方程、電流連續(xù)性方程和能量平衡方程。⑶根據(jù)器件內產生非平衡載流子的力學原理，以及器件內載流子輸運的動力學特征，結合ESD放電脈沖的特征，提出了評價ESD防護器件的防護性能評價參量和實驗方法，并驗證了防護性能評價方法對不同器件的適用性。⑷基于載流子的產生和輸運動力學特性，結合物理模擬法和等效電路法，建立了四類ESD防護器件的PSPICE等效電路模型，并驗證了等效電路模型的有效性和實用性。