Введение
Глава 1. Обратимая деградация ПТШ при воздействии импульсных помех нано- и субнаносекундной длительности 32
1.1. Проявление эффекта обратного управления ПТШ под действием импульсной перегрузки во входной цепи 36
1.2. Обратимая деградация ПТШ под действием периодических импульсов 39
1.3. Экспериментальное исследование обратимой деградации ПТШ под действием периодических импульсов 44
1.4. Деградационные процессы характеристик ПТШ при воздействии сверхкоротких видеоимпульсов 51
1.4.1. Исследование воздействия СКИ положительной полярности 58
1.4.2. Исследование воздействия СКИ отрицательной полярности 64
1.4.3. Механизм обратимой деградации ПТШ, при воздействии СКИ. Интерпретация результатов 72
1.5. Модели эффектов деградации характеристик ПТШ при воздействии СКИ 79
1.5.1. Определение параметров структурных моделей ПТШ 81
1.5.2. Разработка математической модели деградационных процессов в ПТШ и определение её параметров на основе экспериментальных данных 91
1.5.3. Применение модели деградационных процессов ПТШ в пакетах схемотехнического проектирования 102
1.6. Физическая модель GaAs ПТШ для рассчета объёмного заряда в полуизолирующей подложке 108
1.7. Характеристики электромагнитной совместивости МШУ при воздействии СКИ 113
1.7.1. Коэффициент обратимой деградации 113
1.7.2. Верхняя граница динамического диапазона по обратимой деградации МШУ 116
Выводы 132
Глава 2. Воздействие импульсных электроперегрузок на полевые транзисторы с высокой подвижностью электронов и элементы цифровой КМОП логики 134
2.1. Воздействие СКИ на НЕМТ транзисторы 135
2.1.1. Экспериментальное исследование воздействия СКИ на НЕМТ транзисторы 135
2.1.2. Механизм воздействия СКИ на полевые транзисторы 137
2.1.3. Моделирование воздействия СКИ на НЕМТ 141
2.2. Воздействие СКИ на n-канальный МОП-транзистор 146
2.2.1. Методика экспериментального исследования воздействия СКИ на n-канальный МОП-транзистор 146
2.2.2. Результаты экспериментального исследования воздействия СКИ на n-канальный МОП-транзистор 147
2.2.3. Интерпритация экспериментальных результатов 152
2.3. Воздействие СКИ на триггеры Шмита КМОП-логики 155
2.3.1. Методика экспериментального исследования воздействия СКИ на триггеры Шмита КМОП-логики 155
2.3.2. Результаты экспериментального исследования воздействия СКИ на триггеры Шмита КМОП-логики и их интерпритация 161
Выводы 169
Глава 3. Автоматизированный измерительный комплекс для тестирования стойкости элементной базы к воздействию сверхкоротких импульсных помех 171
3.1. Тестирование полупроводниковой электронной элементной базы на стойкость к импульсным воздействиям 173
3.2. Описание программного обеспечения автоматизированного измерительного комплекса 177
3.3. Методика отбора транзисторов по критериям стойкости к СКИ 184
Выводы 191
Глава 4. Разработка генераторов сверхкоротких импульсных сигналов на основе диодов с накоплением заряда 192
4.1. Процессы переключения в полупроводниковой структуре диода с накоплением заряда в режиме генерации СКИ 193
4.1.1. Режим накопления электронно-дырочной плазмы в полупроводниковой структуре диода 193
4.1.2. Параметры диодов с накоплением заряда 198
4.1.3. Процессы при генерации сверхкоротких импульсов в полупроводниковой структуре диода с накоплением заряда. Токи утечки 200
4.1.4. Экспериментальное исследование переходных процессов в диодах с накоплением заряда в режиме переключения 208
4.1.5. Измерение параметров ДНЗ 214
4.2. Разработка модели диодов с накоплением заряда 220
4.2.1. Модель ДНЗ, учитывающая процессы накопления паразитного заряда в легированных областях 223
4.2.2. Реализация модели диода с накоплением заряда в САПР 226
4.2.3. Методика определения параметров модели ДНЗ по экспериментальным данным 233
4.3. Разработка генератора сверхкоротких импульсов с индуктивным накопителем энергии 237
4.3.1. Метод генерации сверхкоротких импульсов с длительным накоплением заряда 240
4.3.2. Способ генерации СКИ с одновременной накачкой заряда ДНЗ и накоплением магнитной энергии 249
4.4. Методы формирования опорных импульсов нано и субнаносекундной длительности 255
Выводы 263
Глава 5. Методы излучения сверхширокополосных импульсных сигналов 264
5.1. Моделирование сверхширокополосной системы, излучающей сверхкороткие импульсы 265
5.1.1. Параметры антенных систем при излучении сверхкоротких импульсов 265
5.1.2. Моделирование электродинамических систем во временной области 268
5.1.3. Граничные и начальные условия при расчете рассеянного и излученного поля 278
5.1.4. Моделирование ТЕМ-рупорной антенны для излучения СКИ 289
5.2. Оптимизация параметров систем излучения СКИ для улучшения их характеристик 300
5.2.1. Управление положением главного лепестка импульсной АФАР 302
5.2.2. Влияние параметров ТЕМ-рупора на характеристики излучения СКИ 305
5.2.3. Метод компенсации неравномерности энергетической диаграммы направленности ТЕМ-рупора 315
5.2.4. Метод компенсации искажения СКИ при излучении СШП антенной 318
5.3. Методы совместного моделирования антенн и формирователя сверхкоротких импульсов 337
5.4. Синтез сверхкоротких импульсных сигналов произвольной формы 347
Выводы 355
Заключение 356
Библиографический список использованной литературы 359
