关于GCNMOS的ESD保护电路的HBM的分析测试

静电放电(electrostatic discharge,ESD)是造成大多数的集成电路(integrated circuits,ICs)或电子系统受到过度电性应力(electrical overstress,EOS)破坏的主要原因。而HBM(human boby model)是ESD破坏IC的最常见的一种方式．因此要在IC中加入相关的保护电路,对一种GCNMOS(gate-couple NMOS)的保护电路进行详细的分析与测试。     

移动终端的静电损伤及其防护技术研究

为了有效地改善移动终端的防静电性能,分析了静电放电产生的传导干扰和辐射干扰对移动终端的损伤.采用静电发生器及相关辅助设备对20部手机进行了静电放电实验,实验结果证明了辐射干扰和传导干扰是静电对移动终端的主要损伤途径.针对移动终端的静电损伤方式提出了移动终端的静电防护措施:改进壳体结构、增加静电屏蔽层、设计接地通道、设计保护电路,再次进行静电放电实验,实验结果表明,所采用的静电防护措施对移动终端的防静电特性有很大的改善.     

静电放电保护器件性能测试技术研究

为准确测试静电放电(ESD)保护器件的性能、解决ESD产生的辐射场及其高频反射对测试结果的影响,本文研制了基于微带设计和电磁场屏蔽理论的专用测试夹具,评价了该夹具的传输特性,建立了由高频脉冲模拟器、专用测试夹具和示波器等组成的测试系统.利用该系统测试了某型号ESD保护器件的限幅响应时间、箝位电压和峰值电流等性能参数.测试结果表明,该测试系统能够满足ESD保护器件性能测试要求,可广泛应用于ESD保护器件设计和优化研究.     

一种惯性导航计算机接口保护电路的设计

基于ESD保护原理及TVS二极管特性,设计一种惯性导航计算机串行接口的专用保护电路,对电路板的PCB布线及器件的布置提出了一些原则要求,并对此接口电路进行串口静电抗扰度试验.结果表明该保护电路具有一定的抗接触放电及空间放电能力,满足IEC 61000-4-2标准的要求,此串行接口具有热插拔功能.     

ESD特征参数与受试设备耦合电压关系实验研究

本文研究静电放电(ESD)辐射场对电子设备的危害.利用电小单极子天线和IEC61000-4-2规定的电流波形标定装置组建的国内第一台静电放电电磁场测试系统,对空气式静电放电进行了系统的实验研究,确定了ESD特征参数与受试设备接受到的ESD耦合电压之间的关系.得出结论,ESD耦合电压的大小受放电电流上升时间tr和电流峰值Ip两种因素影响,且受上升时间的影响更大.为电子器件及设备抗ESD设计提供了客观的数值依据.     

空气式静电放电规律研究和理论建模

空气静电放电(ESD)是一种复杂的气体放电过程并受到很多因素的影响,其中放电电压的大小、极性、电极接近速度和环境湿度都是影响放电的主要因素.利用本课题研制的新型静电放电实验装置,在不同的放电电压、不同极性、不同电极接近速度和不同环境湿度条件下研究了空气ESD的放电特性,重点分析了放电电流峰值与这些因素的关系.建立了能够估算放电参数和被试设备接收的耦合电压之间定量关系的数学模型,可为ESD抗扰度实验的定量分析提供参考.     

静电放电中电极移动速度效应相关因素的研究

在小间隙静电放电中,电极移动速度影响放电参数,引起测量结果数离散性和低重复性。该因素和气体压强、温度、湿度等多个因素同时作用,是导致国际电磁兼容标准迄今尚无非接触静电放电测试标准的主要原因。我们研究团队研制的新型测试系统,可测量静电放电各参数随不同因素变化的影响。在控制气体压强、温度、湿度不变的情况下,在以不同速度向靶移动放电时,放电电流峰值、电流的上升斜率以及波形都会产生明显的差异。在实验室条件下基于研发的新型ESD测试系统,改变电极向靶移动速度,观察放电电流峰值的相应变化。研究讨论了实验测试中,通过控制其他因素恒定,改变电极移动速度,获得在一定不同带电电压下小间隙放电电流各参数的差异。对实验测量结果初步进行了理论上的分析,可为深入研究非接触静电放电性质提供参考。     

静电模拟器放电开关辐射场特性研究

研究了在静电放电抗干扰实验中模拟器内部放电开关动作对测试结果造成的影响.在保证放电电流满足IEC61000-4-2标准的前提下,对模拟器采取了一定的屏蔽措施,在此基础上进行了模拟器屏蔽前后性能测试及静电放电抗干扰实验.实验结果表明:ESD模拟器自身屏蔽是有问题的,其内部继电器放电开关的动作也会产生强电磁场,对ESD辐射场造成影响,从而影响被测试件的静电放电敏感性测试结果.由此证明IEC61000-4-2对静电放电模拟器只规定放电电流波形及其参数是不够的,还需进行更详细的规定,尤其是电流导数波形和辐射场的规定.     

静电放电电磁脉冲辐照效应研究

基于传输线理论研究了静电放电电磁脉冲(ESD EMP)对电路的辐照效应机理,并建立了相关的数学模型.参照IEC61000-4-2标准,进行了ESD EMP辐照效应实验,同时实测了耦合板周围电场强度,实验结果表明,当受试设备电路板平行于水平耦合板(HCP)放置时,在电场强度类似的情况下,对水平耦合板(HCP)放电时的感应干扰电压普遍比对垂直耦合板(VCP)放电时高.将实验结果与模型分析比较,结果吻合良好,因此可以用此模型来研究静电放电产生的电磁脉冲场与电子系统的能量耦合问题.本文研究也表明现行的IEC61000-4-2标准存在不足,水平耦合金属板会改变静电放电电磁脉冲辐射场的入射方向,对测试结果影响较大,需要对被测设备(EUT)的摆放位置作进一步的规范.     

纳米尺度超低漏电ESD电源钳位电路研究

提出一种新型超低漏电ESD电源钳位电路。该电路采用具有反馈回路的ESD瞬态检测电路, 能够减小MOS电容栅极?衬底之间电压差, 降低电路的泄漏电流, 抑制ESD泄放器件的亚阈值电流。65 nm CMOS工艺仿真结果表明, 在电路正常上电时, 泄漏电流只有24.13 nA, 比传统ESD电源钳位电路的5.42 μA降低两个数量级。     

对耦合板间接静电放电辐射场的数值分析

静电放电(ESD)抗扰度实验是电磁兼容(EMC)实验和测试技术的一项非常重要的实验之一,主要用于测试电子器件及设备的电磁敏感度.目前该标准规定了2种放电方式:直接放电和间接放电.其中间接放电模拟的是带电操作人员对受试器件放电的情形,这在实际生活中经常发生.本文基于IEC61000-4-2中规定的抗扰度实验平台,采用时域有限差分法(FDTD),结合脉冲函数形式的放电电流波形表达式,在对垂直耦合板实施间接放电情形下,对其附近空间的瞬态辐射场作了数值分析与计算.     

静电放电电磁脉冲理论建模与作用机理研究进展

通过静电放电效应实验和理论分析,研究了IEC6100042标准规定的实验方法与实验平台的局限性,提出了改进的ESD电磁场理论模型,探讨了静电放电电磁脉冲对微电子器件作用机理,提出了相应防护对策。     

高速CMOS模拟集成电路中的静电保护电路设计

分析了静电放电(ESD)保护的基本原理，指出了传统的用于模拟电路的ESD保护电路在高速电路应用中的局限性，提出了在端口的栅极接地NMOS管和栅极接电源PMOS管的基础上，加上电源与地之间的高速静电泻放回路(片上保护)的新电路结构，仿真结果表明，该电路满足USB2.0高速接口电路的ESD保护要求，试验测试结果表明该ESD保护电路在人体模式下的击穿电压在正负2500V以上，具有实际的应用意义。     

DSP通信系统的静电放电电磁脉冲敏感性研究

选用可编程数字信号处理器(DSP)和单片微控制器(SCM)等组成CAN总线通信系统,采用人体-金属静电模型,利用静电放电模拟器对水平耦合板、垂直耦合板放电,对该DSP通信系统进行了静电放电电磁脉冲(ESD EMP)辐照效应实验研究,得出了该DSP通信系统出现"死机"故障的ESD敏感电压值.实验表明,靠近DSP芯片一侧比靠近SCM一侧更易受到静电放电电磁脉冲的干扰.     

低噪声放大器通过匹配网络的ESD保护设计

将GaAs PHEMT工艺设计应用于北斗卫星导航的LNA电路, 工作频率为2.45 GHz, 噪声系数为0.55 dB, 并在输入输出的匹配网络上添加ESD保护。通过使用ADS2011进行仿真, 对比分析有ESD保护的电路与没有ESD保护的电路, 得到以下结论: 虽然考虑ESD保护使电路的性能有一些下降, 如增益从16 dB下降到15 dB, 但噪声系数几乎没有变化; 加入ESD保护后, 可以极大地提高电路整体的性能和鲁棒性, 使电路能够很好地抵抗静电干扰。     

空气湿度对静电放电参数低重复性的影响分析

静电放电发生时，放电间隙的电性质具有非线性和离散性，用静电放电模拟器进行的测试结果，存在着重复性低的问题。统一考虑放电间隙放电参数的非线性和离散性，深入认识间接（空气）放电的本质特性对此类研究显得非常必要。本文通过改变环境湿度获得相应的固定间隙静电放电情况下电流峰值的差异，试图对实验结果进行理论上的分析讨论。     

基于半导体桥的防护电路设计

半导体桥(SCB,Semiconductor Bridge)易受到外界复杂环境的干扰导致误爆,所以防护电路的设计对其应用显得尤为重要。传统的防护电路由于吸收能量小、工艺复杂等原因难与SCB集成制造。提出了一种基于CMOS工艺的保护技术,利用电容和肖特基管来完成对SCB的静电放电(ESD)防护和电磁干扰(EMI)防护,易与SCB进行集成化制造,提高SCB器件的稳定性和安全性,在Simplorer仿真中验证了所设计防护电路的性能满足要求。     

电子通讯产品的ESD防护设计及方法浅析

在电子通讯产品的设计、试验、生产、调试、运行或维修过程中,由于静电放电(ESD),可能干扰产品的工作,引起产品电子元器件的损坏,导致产品故障甚至酿成严重事故,由此造成的损失是十分惊人的。所以,人们越来越重视对电子通讯产品的ESD防护设计。本文首先分析了ESD的危害,然后分析了目前一些ESD防护方案的缺陷,最后提出了新的ESD防护设计策略,并防护方法做了进一步分析。     

ESD对微波半导体器件损伤的物理机理分析

为了得到电磁脉冲对微波半导体器件的损伤规律,进而研究器件的静电放电损伤机理,首先对半导体器件静电放电的失效模式即明显失效和潜在性失效进行了介绍;其次分析了器件ESD损伤模型;最后通过对器件烧毁的物理机理进行分析,得到器件在静电放电应力下内在损伤原因。在ESD电磁脉冲作用下,器件会产生击穿效应,使内部电流密度、电场强度增大,导致温度升高,最终造成微波半导体器件的烧毁。     

计算带电人体通过金属小棒电极放电电流的一种电路模型

依据IEC61000-4-2标准制造的静电模拟器的放电过程,与真实的人体静电放电过程中身体表面分布的电荷是通过在手指尖端产生的火花放电完成的过程存在明显区别。为了探明人体真实放电过程的性质,提出了一种由所测放电电流估算火花放电电压的方法;并证明在人体接触式放电过程中,在火花放电之后存在着电弧放电现象。考虑到电弧放电和基于火花阻抗公式的时变阻抗,得到了一种用于计算与充电电压有关的人体放电电流的改进等效电路模型。