虽然国外的技术研究手段已经接近成熟,并且能够运用于半导体桥火工品的生产中。但是其技术的加工制作的成本过高,工艺过于复杂[11],在实际应用的过程中,无法形成一定的规模。
1.2.2国内研究现状
国内在半导体桥火工品的起步较国外晚,在半导体桥火工品的静电防护研究中,主要对半导体桥火工品的结构、封装方式、作用机理,特别是在新型静电防护器件的研究上,都具有不错的成效。其中国内典型的静电防护器件主要有以下几方面。
(1)瞬态抑制二极管(TVS)
TVS是一种固态二极管,在浪涌防护中具有良好的性能,是一种PN结雪崩器件[12]。TVS常常与被保护电路并联,当瞬态电压超过电路的正常工作电压时,TVS就会发生雪崩,使电路免遭超额电压的击穿或超额电流的过热而损坏。而当咱三电流进入时,静电可以顺利从保护通道泄放。当正常电流通过发火线路时,TVS的特性与二极管相近,TVS的阻值会远远大于半导体桥火工品,半导体桥火工品就可以正常发火。其工作电路如图1.4。
图1.4 TVS工作电路
TVS不仅可以很好地防护静电,还可以在一定程度上衰减射频干扰,其防护效果较好。但是其缺点电流负荷能力低(一般只有数百安培),当电流上升到一定值之后,TVS可能会在较大的电流值下烧毁。其容值随着器件的额定电压不仅拥有变化,且其所能承受的瞬时脉冲是不重复的单一脉冲,若实际电路中出现重复性脉冲则会失效。
(2)压敏电阻
压敏电阻是一种对电压敏感的半导体元件[13-14],在当压敏电阻两端所加电压低于或高于额定电压时,其电流电压值都被控制在一定的范围内,可以很好地保护发火电路。其有效电路图如图1.5。
图1.5压敏电阻等效电路模型
在压敏电阻保护下的SCB拥有较好的发火性能,对发火信号的传递较为迅速。SCB上压敏电阻的集成较为便捷、方便,便于大规模的生产。但是压敏电阻的缺点是寄生电容值较大,其钳位电压会相对于工作电压较高,这样使得压敏电阻的现实生活的应用范围会相对地减少,它的优越性在实际应用中也会大大减少。
(3)并联电容法
在微型半导体桥的抗静电加固技术中,可以在半导体桥上采取并联电容的手段来达到抗静电的目的[15-16]。并联的电容值越大,其抗静电的效果就会更强。但是当并联电容超过一定范围后后,半导体桥发火时间有明显的延迟,所以对并联的电容有一个较为严苛的要求。在现实的运用过程中需要不断的尝试其最好的并联电容的值,对于实验环境也有一个较为复杂的要求,且需要根据半导体桥的实际应用来选择并联的电容值。其电路图如图1.6。
图1.6 并联电容电路图
并联了电容的微型SCB对射频产生的交流电具有一定的分流的作用,在防射频的应用中也十分广泛。但是由于其发火性能不佳,在实际应用的过程中,其电容值的确定需通过大量的实验,会浪费一定的资源。
虽然国内在半导体桥的研究上与国外相比起步较晚,但是我国涌现出了许多人才,现在已经拥有了卓越的成效,取得了长足的进步,并得到了国内外一致的肯定,收获了喜人的结果。
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