초록
반도체로 구성된 전자시스템이 발전하면서 점점 복잡해지고 소형화 되고 있다. 만약 전자시스템이 HPEM에 노출 된다면 시스템은 전자기파의 커플링 효과로 인하여 파괴될 것이다. HPEM은 빠른 상승시간의 펄스와 높은 전압의 펄스를 지니고 있기 때문에 반도체 소자는 커플링된 전자기 펄스와 같은 외부 스트레스 요인에 민감하다. 그러므로 본 논문에서는 펄스 전압과 펄스 반복률에 의한 반도체 소자의 고장 모드와 파괴 확률에 관하여 알아보았다. 펄스주입시험은 HPEM이 전력케이블로 커플링 된 후의 현상을 알 수 있으므로 범용의 IC의 각 핀에 펄스를 주입하여 시험하였다. 펄스 제너레이터로부터 발생된 펄스는 2.1 [ns]의 폭, 1.1 [ns]의 상승시간 그리고 30, 60, 120 [Hz]의 반복률의 특성을 갖는다. 주입 펄스는 타이머 IC에서 생성된 출력의 주파수, 주기, 그리고 듀티 비를 변화시켰다. 또한, 펄스 반복률이 증가함에 따라 타이머 IC가 파괴되기 시작하는 임계전압을 감소시켰다.
Abstract
Electronic systems based on solid state devices have changed to be more complicated and miniaturized as the electronic systems developed. If the electronic systems are exposed to HPEM (high power electromagnetics), the systems will be destroyed by the coupling effects of electromagnetic waves. Because the HPEM has fast rise time and high voltage of the pulse, the semiconductors are vulnerable to external stress factor such as the coupled electromagnetic pulse. Therefore, we will discuss about malfunction behavior and DFR (destruction failure rate) of the semiconductor caused by amplitude and repetition rate of the pulse. For this experiment, the pulses were injected into the pins of general purpose IC due to the fact that pulse injection test enables the phenomenon after the HPEM is coupled to power cables. These pulses were produced by pulse generator and their characteristics are 2.1 [ns] of pulse width, 1.1 [ns] of pulse rise time and 30, 60, 120 [Hz] of pulse repetition rate. The injected pulses have changed frequency, period and duty ratio of output generated by Timer IC. Also, as the pulse repetition rate increases the breakdown threshold point of the timer IC was reduced.
