静电防护器件于车载智能终端的应用

全球汽车在电子化程度越来越高的需求下,每个电子单元在完成单部件后都需通过电磁兼容测试,针对零部件的要求大部分来自车企、国家政府或是国际法规。故设计时适当的考虑放置静电保护器件于主芯片周围或是对外在干扰能量较敏感的接口,是通过电磁兼容测试的关键方法。

基于可控硅整流器的静电放电防护器件延迟特性

为提高静电放电(ESD)防护器件的开启速度,减小被保护电路的损伤概率,在0.18μm CMOS混合信号工艺下,研究了结构参数、脉冲幅值对基于可控硅整流器(SCR)的ESD防护器件开启时间的影响。在基区渡越时间的基础上,加上了结电容的影响因素,完善了器件防护延迟模型,当注入脉冲电压值增大到700V时,模型最大误差<0.5ns,在分析快沿脉冲的防护时更符合实际情况。仿真结果表明:当阱间距取5.00μm,N+与P+间隔取0.50μm,SCR的开启时间可降为1ns。此外,在大幅值的脉冲注入下,由于结电容的充电速度加快,SCR的开启也更为迅速。实验结果验证了模型和仿真分析的准确性,在一定程度上增大阱间距的宽度,减小N+与P+的间隔可以缩短SCR的开启时间,为该类型防护器件的设计、参数优化提供了理论依据。

光控双向静电防护器件的建模分析与验证

利用光生伏特效应设计一种新型的光控双向栅极可控硅晶闸管(LDGSCR)防护器件,研究光照对静电放电(ESD)维持窗口的调控作用。使用光生电流来模拟光照控制ESD设计窗口的物理效应,实现一种光控器件的可控硅晶闸管(SCR)宏观模型。在1.5 V的电压模拟光照下,该模型的维持电流相比无光条件增加35 mA,表明使用光照来调整ESD的维持窗口可以降低被保护电路发生闩锁的风险。采用0.18μm BCD工艺制造LDGSCR器件并进行测试,测试结果与模型仿真结果之间的最大误差仅为0.09 V和0.004 A。验证表明,该宏观模型可以消除传统耦合晶体管电路模型中存在的收敛性问题,极大减少开发光控SCR器件新型结构所需的时间和精力。

聚合物ESD抑制器测试方法与性能研究

比较了传输线脉冲(TLP)波形和人体金属模型(HMM)波形作为静电放电(ESD)防护器件测试注入波形时的测试精确度,强调了在动态测试中使用TLP的优势。从微观机理角度分析,计算了载流子输运方程与电流连续性方程,提出了聚合物材料ESD抑制器的防护性能表征参量。设计和搭建了等效ESD测试系统模型,通过TLP方法研究了膜状ESD抑制器的防护性能。结果表明,膜状聚合物ESD抑制器有良好的静态、动态防护特性,同时薄型覆膜结构更适合有高频多点防护需求的电路设计。