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作者：刘宇韬;左玉晨;刘黎;刘兆伦;
单位：燕山大学信息科学与工程学院;河北擎越电子科技有限公司;
摘要：换能元作为电火工品的核心部件，直接影响着电火工品的安全性和可靠性。以发火性能最佳的双V形桥形为基础，推导出双V形半导体桥(SCB)换能元电阻的计算公式。通过TCAD工具构建了双V形半导体桥换能元三维结构模型，并对桥区电流密度进行了仿真。依据SCB桥区电阻计算理论和建模仿真结果，制备出相应尺寸的SCB换能元芯片并进行阻值测量。仿真结果表明，在1 V直流电压激励下，双V形SCB桥区尖角处的电流密度最大，约为2.2×10~5 A/cm~2,中心处的电流密度约为1.67×10~5 A/cm~2。实验结果表明，在双V形夹角为90°、桥区尺寸为380μm×80μm×2μm、方阻为4.2Ω的情况下，封装后的SCB换能元芯片阻值均在(1±0.05)Ω范围内，与理论计算及仿真分析结果一致。
关键词：电火工品;;半导体桥(SCB);;换能元;;TCAD;;电流密度分析
基金资助：国家自然科学基金(62405263);; 驻冀高效重点研发专项(241130181A)
