典型集成电路的电磁干扰效应研究

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:jerrymao
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随着电子电路的高速发展,集成电路由于其具有体积小、重量轻、功耗小、特性好、高密度集成等许多分立元件电路无法比拟的优点,在各类电路设计中得到了越来越广泛的运用。众所周知,我们的空间电磁环境日益复杂,集成电路器件越来越多的受到外界电磁的干扰。因此,集成电路在实际运用中的抗电磁干扰性成为了研究热点。为研究电磁脉冲对典型集成电路器件的电磁干扰问题与典型集成电路器件对电磁脉冲的损伤效应问题,论文运用实验方法研究了典型集成电路器件在强电磁脉冲注入下的击穿损伤效应,运用仿真方法研究了电磁波辐射情况下的集成电路的敏感性问题。首先,介绍了几种常见的电磁脉冲以及它们各自的特点,分析并总结了集成电路的电磁损伤机理,然后选取目前运用较为广泛的两种典型集成电路器件,在其源-地端、正向输入-地端、负向输入-地端分别注入雷击浪涌脉冲,测试集成电路器件在三个不同的测试参数:脉冲电压幅值、脉冲连续注入个数、脉冲注入间隔时间下是否发生击穿,当击穿发生时,记录此刻的测试参数和器件输出端瞬时的电压波形。然后,计算在一定注入电压幅值下器件的损伤概率。为了节省计算耗时,在计算部分输入脉冲电压的损伤概率后,运用BP神经网络对其余输入脉冲电压的损伤概率进行预测。然后,对所有数据进行分析处理,得到各端对的损伤阈值电压、集成电路器件的最敏感端对,运用Matlab编程,得到器件损伤情况与三个不同测试参数之间的关系曲线、器件损伤概率与电压之间的关系曲线与函数表达式。最后,研究电磁波对集成电路器件辐射干扰的情况,由于集成电路大多被置于一个屏蔽腔体内,而屏蔽腔体出于散热、通风等原因,均需要在屏蔽腔体内设计孔缝。这样,就把问题转化为带缝屏蔽腔体内集成电路的电磁辐射干扰研究。论文首先建立了电磁波辐照内置集成电路的带缝屏蔽腔体的模型,并提出了一种场路结合,对带缝屏蔽腔体内集成电路器件电磁干扰仿真分析的新方法。该方法采用小孔耦合理论处理电磁波与屏蔽层孔缝耦合的关系,求解孔缝处的耦合电压,即为等效的干扰源。在Pspice软件中,建立集成电路的模型,将等效的干扰源作为集成电路的输入,求得电路输出端的电压响应,即由电磁辐射引起的干扰电压。
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