半导体桥火工品电磁加固后的点火性能的研究(2)
4.2.3 TVS 对典型SCB裸桥的静电防护能力 18
4.3 本章结论 20
结 论 22
致 谢 23
参考文献24
1 绪论
1.1 研究背景与意义
火工品是一类小型较敏感装有火炸药的爆炸元件[1]，它能在外界能量不大的某种形式能量的激发下，发生燃烧、爆炸等化学反应。火工品具有功能首发性、作用敏感性、使用广泛性、作用一次性等特点，因此在武器系统和民用方面都中得到了广泛的应用。
半导体桥(Semiconductor Bridge，简称SCB) 火工品，是指利用微电子技术制造的，用半导体膜做发火元件的火工品[2]。它和传统的灼热桥丝式火工品相比，具有显著的优越性，它的发火能量低、安全性高、作用快，可达到微秒级。SCB火工品诞生于1968年，美国桑迪亚实验室于20世纪80年代对SCB火工品进行了研究和完善，并于1987年获得专利[3]。SCB火工品最早应用于军事目的，由于其由于的性能，很快就转入各个领域的应用。SCB火工品现在已经用于智能武器、卫星、导弹和爆破工程等，得到了广泛的重视。
在火工品生产、运输和使用的过程中，由于摩擦、撞击和分离等作用过程时会产生静电积累，当静电积累到达一定程度之后，火工品就会发生一系列物理化学变化，最终导致火工品的意外起爆，从而造成物品和人员的损伤。而半导体桥火工品作为电火工品的一种，虽然拥有较好的防静电能力，但是半导体桥火工品的发火能量较低，还是会受到静电的影响。而且在现代生活和生产中，静电放电的危害日益突出[4]，所以在半导体桥火工品的研究中，静电防护是十分重要的一环。
静电放电产生的电流脉冲和电磁场可以经过传导、辐射等耦合方式进入到电子设备中，从而引起电子设备的故障或损坏[5]。而半导体桥火工品作为电火工品的一种，当其处于静电放电的条件下，由此产生的静电电流或静电电压作用于火工品可能使其意外发火或性能改变。半导体桥火工品进行静电防护的过程中，半导体桥的结构、对芯片的改造及静电防护元件的选择十分的关键[6]。
1.2国内外研究现状
1.2.1国外研究现状
1.2.2国内研究现状
1.3 本文研究的主要内容
本论文主要是分析静电对SCB火工品的危害，研究TVS用于SCB火工品静电防护的效果，以及静电放电、加固TVS对SCB火工品发火性能的影响。具体的研究内容如下：
(1) TVS用于SCB火工品的静电防护原理分析。
(2) TVS加固SCB火工品恒流电爆性能研究。
(3) TVS 加固SCB火工品的抗静电性能研究。
2 实验方案设计
2.1 TVS静电防护原理
国外的静电防护的方法大多为对SCB芯片结构进行改造、并联齐纳二极管和电容等。但是，在现实生活中SCB的芯片改造不仅价格十分的昂贵，而且对加工工艺的要求也较为苛刻。目前，在国内对半导体桥火工品的脚-脚之间的静电防护已经较为丰富和完善，而对于半导体桥火工品脚-壳之间的静电防护的相关研究相比较少。目前采用防护元件[17]有TVS(瞬态电压抑制器)、气体放电管、压敏电阻等多种。在对这些防护元件进行深入了解的基础上，本文选择了TVS作为半导体桥火工品的静电防护元件。TVS采用微电子工艺制造，其元件体积较小，在SCB上的集成较为有利，而且在抗静电性能上，具有响应时间快、耐高压电流等特点，因此选择TVS用于SCB火工品的静电防护。
瞬态抑制二极管（TVS），是一种二极管元件[18]。当正向电流通过时，TVS表现出二极管的特性，当反向电流通过时，TVS表现出PN结雪崩结构。TVS在直流下的等效的等效电路图如图2.1。
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