基于高阶矩的TVS管过冲电压分析方法

摘要

本发明公开了一种基于高阶矩的TVS管过冲电压分析方法。首先，分别考虑TVS管的射频电阻、寄生电感和结电容的影响，对TVS管过冲电压进行建模；其次，计算TVS管的射频电阻、寄生电感和结电容，对模型的结果相对于标准环境下的ESD测试结果进行校准，采用方差法将模型与标准实验结果中数据误差补偿到模型的数据结果上；最后，校准过后，利用高阶矩对校准结果进行优化分析。本发明的方法能够准确的分析出在TVS用于ESD保护时产生的过冲电压，为抗ESD电磁干扰整改的研究提供理论应用。

主权项

基于高阶矩的TVS管过冲电压分析方法，其特征在于，具体包括如下步骤：第一步，分别考虑TVS管的射频电阻、寄生电感和结电容的影响，对TVS管过冲电压进行建模，过冲电压模型为：首先，寄生电感L_S与射频电阻R_S的一端串联；击穿电阻R_P与结电容C_j并联后的一端与射频电阻R_S的另一端串联，并联后的另一端与击穿电压U_BR串联连接；第二步，计算TVS管的射频电阻、寄生电感和结电容，对模型的结果相对于标准环境下的ESD测试结果进行校准，采用方差法将模型与标准实验结果中数据误差补偿到模型的数据结果上；采用方差法处理过冲电压模型中的数据的公式为:$S=\frac{1}{n}[{(X_1-\bar{X})}^2+{(X_2-\bar{X})}^2+{(X_3-\bar{X})}^2+L+{(X_n-\bar{X})}^2]$式中，n表示误差数据的数量；X为TVS管过冲电压校准模型计算值与标准环境下ESD实验结果各时刻对应的误差值；为这组误差值的平均值；方差法校准后的TVS管过冲电压等效模型如下面的多项式所示：$U_i=f(x_i;A)=\underset{k=0}{\overset{m}{\Sigma }}{a}_k{x}_i^k+S,i=\mathrm{1,2,3}L,n$A为(a₀,a₁,...,a_k)，其中，a_k为待定系数，k取0,1,2，…m；x_i为过冲电压等效模型的计算值；U_i为校正过后的值；由模型计算值x_i与标准测量值y_i共同确定，即可实现TVS过冲电压模型的误差校准；第三步，按上述方法校准过后，利用高阶矩对校准结果进行优化分析：计算校准后的TVS管过冲电压模型的值与标准环境下测量结果的高阶矩，比较这两组高阶矩可以判断两组数值的分布特性的相似度；三阶矩可以反映待估数据组分布特性的偏度，可由三阶矩进行数据优化分析，三阶矩公式为：$S=\frac{\mathrm{n\Sigma }{(x_i-\bar{x})}^3}{(n-1)(n-2){\sigma }^3}$式中，x_i为被测数据组的值；为该组数据的均值；n为采样长度；σ为标准差；当偏度S的计算值为0时，表明被测数据组分布对称，若S>0，则数据组分布向左偏斜，S<0则数据组向右偏斜。