防止電路閂鎖的建議
1、如果由于上電排序而發生閂鎖,可以利用二極管與VDD串聯如果任何時候器件的數字輸入或輸出都超過VDD,可以在VDD串聯二極管(如下圖使用1N914)來阻止SCR觸發和隨后的閂鎖產生。這是因為二極管能夠防止寄生橫向PNP晶體管的基極電流從VDD引腳流出,從而防止SCR觸發。
2、將肖特基二極管添加到DGND(數字地)可防止電壓不足如果器件的數字輸入和輸出隨時低于DGND,則可以從這些輸入或輸出連接到DGND的肖特基二極管將有效地將負偏移鉗位在-0.3V至-0.4V之間。這可以防止寄生NPN晶體管的發射極與基極結導通,并且還可以防止SCR觸發。
3、在DGND和AGND(模擬地)之間連接肖特基二極管如果DGND電位偶爾會超過AGND0.3V或更多,則可以在器件兩個引腳之間放置肖特基二極管來將阻止相關寄生NPN晶體管的導通。這提供了額外的防止閂鎖的保護。此外,與前面提到的反向并聯連接的額外二極管可以在另一個方向上將DGND限制到AGND,這大大減少了數字噪聲被注入器件的可能性。
閂鎖效應介紹
閂鎖效應是CMOS工藝所特有的寄生效應,嚴重會導致電路的失效,甚至燒毀芯片。閂鎖效應是由NMOS的有源區、P襯底、N阱、PMOS的有源區構成的n-p-n-p結構產生的,當其中一個三極管正偏時,就會構成正反饋形成閂鎖。避免閂鎖的方法就是要減小襯底和N阱的寄生電阻,使寄生的三極管不會處于正偏狀態。 靜電是一種看不見的破壞力,會對電子元器件產生影響。ESD 和相關的電壓瞬變都會引起閂鎖效應(latch-up),是半導體器件失效的主要原因之一。
如果有一個強電場施加在器件結構中的氧化物薄膜上,則該氧化物薄膜就會因介質擊穿而損壞。很細的金屬化跡線會由于大電流而損壞,并會由于浪涌電流造成的過熱而形成開路。這就是所謂的“閂鎖效應”。在閂鎖情況下,器件在電源與地之間形成短路,造成大電流、EOS(電過載)和器件損壞。
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