靜電防護(hù)器件載流子輸運(yùn)動(dòng)力學(xué)與防護(hù)性能評(píng)價(jià)方法研究.pdf

1、隨著電子技術(shù)、通信技術(shù)和電力工業(yè)的高速發(fā)展，靜電放電（ESD）防護(hù)在電子設(shè)備中的作用越來(lái)越突出，但目前對(duì)ESD防護(hù)器件的性能評(píng)價(jià)沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，甚至沒(méi)有統(tǒng)一的、科學(xué)的性能評(píng)價(jià)參量和測(cè)試系統(tǒng)。這種現(xiàn)狀給ESD防護(hù)設(shè)計(jì)帶來(lái)了極大的不便，也不利于ESD防護(hù)器件的研制與創(chuàng)新。針對(duì)這種現(xiàn)狀，本文在了解國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，利用一般力學(xué)的方法和原理，研究了ESD防護(hù)器件內(nèi)載流子的輸運(yùn)動(dòng)力學(xué)特性，并基于載流子的輸運(yùn)動(dòng)力學(xué)特性，提出了防護(hù)性能評(píng)價(jià)方法

2、，建立了四種防護(hù)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(hù)器件制定統(tǒng)一的防護(hù)性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的測(cè)試方法提供了一定的理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究了四種器件的微觀結(jié)構(gòu)，研究了不同器件內(nèi)產(chǎn)生非平衡載流子的力學(xué)原理，并形成了統(tǒng)一的導(dǎo)電模型。這些力學(xué)原理和導(dǎo)電模型可以為構(gòu)建器件的等效電路模型和確定防護(hù)性能的評(píng)價(jià)參量提供理論依據(jù)。⑵分別研究了無(wú)機(jī)器

3、件和有機(jī)器件中載流子輸運(yùn)動(dòng)力學(xué)特征，推導(dǎo)了載流子輸運(yùn)方程、電流連續(xù)性方程和能量平衡方程。⑶根據(jù)器件內(nèi)產(chǎn)生非平衡載流子的力學(xué)原理，以及器件內(nèi)載流子輸運(yùn)的動(dòng)力學(xué)特征，結(jié)合ESD放電脈沖的特征，提出了評(píng)價(jià)ESD防護(hù)器件的防護(hù)性能評(píng)價(jià)參量和實(shí)驗(yàn)方法，并驗(yàn)證了防護(hù)性能評(píng)價(jià)方法對(duì)不同器件的適用性。⑷基于載流子的產(chǎn)生和輸運(yùn)動(dòng)力學(xué)特性，結(jié)合物理模擬法和等效電路法，建立了四類ESD防護(hù)器件的PSPICE等效電路模型，并驗(yàn)證了等效電路模型的有效性和實(shí)用性。