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半导体技术的发展使得器件的特征尺寸越来越小,集成电路的集成度和工作频率不断提高,对外界环境越来越敏感性,提高电子系统的抗干扰能力变得尤为重要,其中电磁脉冲(Electromagnetic pulse,EMP)是干扰和损伤系统的常见形式,高功率微波(High power microwave,HPM)是电磁脉冲的一种形式,其频带较窄,峰值功率极高,通过天线、孔缝等耦合进系统对敏感元件造成损伤,或者使其性能退化。本文主要研究用于电子系统前端防护的PIN二极管在高功率微波作用下的瞬态特性和毁伤机理,HPM对系统的干扰或损伤的研究方法有实验研究和理论分析两种,其中实验研究HPM效应的成本较高,采用器件仿真的理论分析方法是很有必要的。本文采用器件和工艺仿真软件Sentaurus-TCAD建立了GaAs基p~+-n~--n~+二极管仿真模型,考虑了雪崩击穿、迁移率饱和、热动力学等物理模型,对外加大的阶跃信号时PIN二极管的毁伤过程进行瞬态仿真,分析了其场强、电流密度和温度的瞬态变化,并对其中的电流丝现象和电流尖峰现象的形成机理进行了讨论分析,对Si-PIN和GaAs-PIN的烧毁过程了进行了对比,得到GaAs-PIN具有更长的烧毁时间,更耐高压,有着更高的损伤阈值。最后对微波脉冲下的毁伤机理进行了仿真分析,比对了方波、正弦波和三角波对器件不同的损伤特性,分析了重频信号对器件损伤的影响。对阶跃信号和微波信号下的烧毁时间随电压、频率的变化关系进行了分析,对PIN二极管的损伤能量和功率阈值进行了计算,并拟合了二者随脉宽变化的关系式,与理论热模型的趋势基本吻合,也得出随着频率的变化,损伤能量和最大损伤功率存在极值点,但频率很高时,二者均减小,且此时烧毁时间呈指数增加。本文对GaAs-PIN二极管的研究工作为雷达前端系统敏感元件的防护技术提供一定的理论基础,也为以后的实验研究提供参考。