静電気放電の火花抵抗則に基づく発生電磁界のFDTD計算

Abstract

帯電金属体の静電気放電（ESD：Electrostatic Discharge）で生ずる過渡的な電磁雑音は，マイクロ波帯にも及ぶ広帯域の周波数スペクトルを含み，ハイテク機器に強い電磁干渉を及ぼすとされる．こうした背景から筆者らは，帯電金属球体間のESD界をRompe-Weizelの火花抵抗則に基づいて解析的に導出した火花電流や火花電圧を励振源とするFDTD（Finite-Difference Time-Domain）法で数値計算してきた．しかしながら，任意形状の帯電金属体間の放電においては火花電流や火花電圧は一般には解析的に導出できず，それゆえにこの場合の電磁界計算には上述の解析法は適用できなかった．本論文では，任意形状の帯電金属体の静電気放電で生ずる電磁界解析を目的として，火花通路の導電率と電界との関係をRompe-Weizelの火花抵抗則から求め，これによって金属体を励振する新しいFDTD（Finite- Difference Time-Domain；時間領域有限差分）アルゴリズムを提案した．アルゴリズムの妥当性は，金属球体間の火花電流と火花電圧の計算波形と理論波形がよく一致すること，並びに金属球体間と円柱金属体間放電による発生磁界の計算波形と測定波形とがおおむね一致することを確認することで検証できた．application/pdfjournal articl