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第1章 概述 1

1.1 微波器件简介 1

1.2 国内外研究动态 3

1.2.1 国外研究现状 4

1.2.2 国内研究现状 8

第2章 典型微波半导体器件介绍 11

2.1 PN结二极管 11

2.1.1 基本结构 11

2.1.2 零偏 12

2.1.3 反偏 18

2.1.4 PN结电流 22

2.1.5 结击穿 30

2.2 双极型晶体管 33

2.2.1 基本结构 33

2.2.2 放大工作状态 34

2.2.3 电流增益 35

2.3 肖特基接触场效应晶体管 37

2.3.1 基本结构 38

2.3.2 夹断电压和阈值电压 39

2.3.3 电流-电压特性 40

2.3.4 截止频率 44

2.4 金属氧化物场效应晶体管 46

2.4.1 基本结构和工作原理 46

2.4.2 非平衡状态 48

2.4.3 阈值电压 49

2.4.4 电流基本特性 51

第3章 微波半导体器件电磁损伤机理 60

3.1 典型电磁脉冲及其效应 60

3.1.1 静电放电电磁脉冲 60

3.1.2 雷电电磁脉冲 61

3.1.3 核电磁脉冲 63

3.1.4 高功率微波 68

3.1.5 超宽带电磁脉冲 69

3.1.6 快沿方波 73

3.2 微波半导体器件的失效模式 75

3.2.1 明显失效 75

3.2.2 潜在性失效 79

3.3 微波半导体器件的损伤机理 79

3.3.1 热二次击穿与体击穿 80

3.3.2 金属导电层熔融 89

3.3.3 氧化层和介质击穿 90

3.4 微波半导体器件的失效判据 91

3.4.1 负微分电阻判据 91

3.4.2 失效时间判据 92

3.4.3 热击穿判据 93

第4章 典型微波半导体器件电磁损伤仿真 94

4.1 器件仿真软件简介 94

4.2 PIN二极管电磁损伤仿真 95

4.2.1 PIN二极管仿真建模 95

4.2.2 PIN二极管电热耦合分析计算流程 96

4.2.3 反向大电压作用下PIN管仿真分析 97

4.3 双极型晶体管电磁损伤仿真 103

4.3.1 双极型晶体管仿真建模 103

4.3.2 双极型晶体管仿真分析 104

4.4 金属氧化物场效应晶体管电磁损伤仿真 119

4.4.1 金属氧化物场效应晶体管仿真建模 119

4.4.2 金属氧化物场效应晶体管仿真分析 121

4.5 肖特基接触场效应晶体管电磁损伤仿真 133

4.5.1 肖特基接触场效应晶体管的结构特征和工作原理 133

4.5.2 肖特基接触场效应晶体管建模 134

4.5.3 肖特基接触场效应晶体管仿真 136

第5章 微波半导体器件损伤试验 150

5.1 试验设备及夹具 150

5.1.1 试验设备 150

5.1.2 试验夹具 153

5.2 试验方法 163

5.3 典型微波半导体器件试验和结果分析 164

5.3.1 ESD注入试验 164

5.3.2 ESD注入试验结果分析 167

5.3.3 方波脉冲注入试验 181

5.3.4 方波注入试验结果与分析 183

第6章 微波半导体器件损伤建模 195

6.1 旺希-贝尔模型 195

6.2 电热物理模型 198

6.3 基于范数的损伤模型 201

6.3.1 范数的数学概念简述 201

6.3.2 典型的电磁范数 202

6.3.3 杜哈梅尔积分 204

6.3.4 电磁脉冲效应中范数分析方法 204

参考文献 209