静电放电对电子线路干扰的研究

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静电放电是一种常见的电磁危害源。静电放电过程会形成高电压、强电场、瞬时大电流,并且伴随着强烈的电磁辐射。静电放电进入电子线路的耦合途径有多种,可以直接进入电路击穿电路板,对电子器件硬件产生不可逆的破坏。静电放电瞬时强电流形成的电磁场会和电路板上印刷线产生电场和磁场耦合进入到设备中,对逻辑电路造成干扰,导致高低电平的反向,从而导致锁死、复位、数据丢失和不可靠等一些软失效。静电放电已经成为电子设备的一种常见干扰源,因此研究静电放电对电子线路的干扰问题具有重要的理论意义和实用价值。本文基于静电放电的机理、特点和电磁干扰的基本理论结合传输线理论和电磁场相关理论重点研究了静电放电对集成电路板上印刷线的干扰。首先对静电放电的形成机理、特点、类型和静电放电的模型作了简单介绍;对静电放电电流的表示方法进行了论述,并对两种常见的表示方法进行了分析,解析法直观易于直接进行计算分析,电路表示法可以体现静电放电的物理过程,分别列举了三种电路模型,即简单RLC模型,6元件模型(双RLC模型)和9元件模型;基于电磁兼容原理对静电放电的耦合进行了磁场耦合、电场耦合和电磁场辐射耦合的分析;研究了传输线理论及其计算方法,重点对传输线的几种计算方法即贝杰龙法、差分法、时域有限差分法和解析法进行了分析比较,指出各自的特点,并对贝杰龙方法进行了仿真和实验研究;然后重点研究了静电放电对电路板线路的干扰,指出了电路板线路中的静电放电干扰问题以及分析的方法,根据电路板尺寸以及静电放电电流的特点采用了传输线分析法,接着对电路板印刷线的两种典型结构进行了模型的等效和印刷线的传输线参数计算,得到相关参数后进行了静电放电在印刷线中传播干扰的仿真研究,在研究中本文采用符合国际电工委员会标准的ESD电流进行仿真;同时对静电放电发生在电路板的接地平面时的干扰进行了模型的等效建立和干扰电压的计算,得出干扰电压波形并对其进行分析;最后进行了相关的实验探究。
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