高功率微波與PN結(jié)相互作用機(jī)理研究.pdf

1、隨著技術(shù)的發(fā)展，各種半導(dǎo)體器件在雷達(dá)系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、偵察系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。由于高功率超寬帶脈沖輻射可通過天線、工藝縫隙、維護(hù)設(shè)備的艙口、通風(fēng)口、供電系統(tǒng)、導(dǎo)線和電纜等進(jìn)入電子系統(tǒng)，從而導(dǎo)致系統(tǒng)暫時(shí)失靈，甚至崩潰，造成不可估量的損失。因此，研究高功率微波(HPM)脈沖對半導(dǎo)體器件的作用效應(yīng)，以及對半導(dǎo)體器件工作中的干擾和影響，具有重要意義。 電子系統(tǒng)的基本組成部分是半導(dǎo)體器件，而大多數(shù)半導(dǎo)體器件的基本組成

2、為PN結(jié)，所以本文主要分析PN結(jié)器件的損傷機(jī)理。 本文首先概述了高功率微波和PN結(jié)，包括高功率微波的概況、高功率微波武器的發(fā)展、PN結(jié)的形成及特性。并且分析了半導(dǎo)體器件HPM損傷機(jī)理，建立微波干擾影響的典型模型。 其次，針對在PN結(jié)泊松方程求解過程中，幾種常用方法存在的不足，提出一種改進(jìn)算法。該算法結(jié)合求解非線性方程組的Newton迭代法與SOR(Successive Over-Relaxation逐次超松弛迭代)法，即

3、用松弛因子對Newton迭代過程的前后兩項(xiàng)進(jìn)行加權(quán)平均，組成新的迭代公式。為進(jìn)一步完善算法，在迭代公式中修改了松弛因子，采用最佳松弛因子形式。經(jīng)過軟件模擬驗(yàn)證，該算法真實(shí)可行，既保持計(jì)算的高精度，也明顯地減少計(jì)算的迭代次數(shù)，提高求解過程的收斂速度。 最后，數(shù)值模擬了PN結(jié)的一維穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)響應(yīng)及其HPM脈沖響應(yīng)。建立了一維PN結(jié)器件模型，歸一化半導(dǎo)體器件所滿足的剛性、耦合、非線性的偏微分方程組，運(yùn)用改進(jìn)算法處理歸一化方程組，然后運(yùn)