基于SCR的ESD保护电路防闩锁设计

SCR器件作为目前单位面积效率最高的ESD保护器件,被广泛研究并应用到实际电路中。SCR所具有的低保持电压特性可以带来很高的ESD性能,但同时也会导致闩锁。文章从提高保持电压和触发电流这两方面入手,研究在实际电路应用中如何防止ESD保护电路发生闩锁。

LDMOS-SCR ESD器件漂移区长度对器件性能的影响

采用软件仿真一系列的横向扩散金属氧化物半导体(Laterally diffused metal oxide semiconductor,LDMOS)可控硅(Silicon controlled rectifier,SCR)静电放电(Electrostatic discharge,ESD)保护器件,获取工作状态的I-V曲线。结果表明,随着漂移区间距缩小,单位面积的失效电流增大,器件的ESD保护水平提高,但器件的维持电压减小,器件的鲁棒性降低。仿真提取关键点的少数载流子浓度、电流密度、电压强度等电学特性,根据采样结果和理论分析,内部载流子输运能力增强,但导通电阻无明显变化是该现象的内在原因。采用0.5μm 5V/18V CDMOS(Complementary and double-diffusion MOS,互补型MOS和双扩散型MOS集成)工艺流片并测试器件,测试结果证实了仿真结论。为了提高器件的失效电流且不降低维持电压,利用忆阻器无源变阻的特性,提出了一种新型的LDMOS-SCR ESD保护器件(M-ESD器件),理论分析表明,该器件内部忆阻器与寄生晶体管组成的系统能够有效地协同工作,在不增大芯片面积和不降低维持电压的情况下,使器件的失效电流增加,提高器件保护水平。

一种防闩锁的多嵌入阱SCR ESD器件

针对高压BCD工艺使用SCR器件ESD保护时面临的高触发电压与低维持电压之间的矛盾,设计了一种多嵌入阱可控硅(MEWSCR)结构。相比于常规SCR结构,首先,通过移动阳极/阴极的N+/P+掺杂区引入辅助泄放器件,MEWSCR结构实现了二次触发,增加了维持电压;其次,通过在阳极P+区和阴极N+区下方分别嵌入N浅阱和P浅阱,增强非平衡载流子的SRH复合作用,降低SCR的再生反馈效应,提高了维持电流。基于0.18μm BCD工艺,采用TCAD软件进行模拟。结果表明,新型MEWSCR器件的维持电压提升至23 V,维持电流提升1 A以上,满足ESD设计窗口要求。

用于高压ESD防护的高维持电流SCR器件

静电释放(ESD)是指电荷在两个电势不等的物体之间转移的物理现象,它存在于人们日常工作生活的任意环节。随着集成电路特征尺寸不断减小、集成度不断增高,芯片对ESD也变得越来越敏感。为了用尽可能小的版图面积来实现ESD防护,利用晶闸管结构(SCR)来实现集成电路的ESD防护已成为当下的研究热点。但传统SCR的维持电压和维持电流都很低,若直接将其应用于电源ESD防护则会导致严重的闩锁效应(latch-up)。基于高维持电流设计窗口,提出一种可用于15 V电路的抗闩锁SCR器件,并通过混合仿真验证了该器件的有效性。

自升式平台采用SCR系统满足IMO Tier Ⅲ排放标准的设计要点分析

文章介绍了IMO MARPOL规范关于排放控制区和排放标准的要求,以及满足Tier Ⅲ排放标准的可选技术方案;介绍了SCR的原理,以及该系统的主要组件;结合自升式平台项目本身特点,分析了在选用和安装SCR处理设备时的设计要点。

应用于ESD防护电路的抗噪声LVTSCR组件研究

应用于ESD防护的低压触发SCR组件,当受到电路噪声干扰时,极易造成SCR组件的误导通,进而影响到电路的正常功能,严重时可以产生持续的闩锁效应,造成SCR组件烧毁。通过改进SCR的结构,提高该SCR组件的触发电流,或者提高该SCR组件的保持电压,使其抗噪声干扰能力大大增强。另外,文中对触发电流与温度的关系、保持电压与N+区宽度的关系也做了分析。

如何避免静电保护器件发生闩锁效应

可控硅(Silicon Controller Rectifier,SCR)技术被广泛用于静电保护器件设计中,其优点是降低了箝位电压(Vclamp),但其特殊的I-V回扫特性容易触发闩锁。通过对闩锁效应原理进行研究,并结合实际的案例分析基于可控硅技术的静电保护器件I-V回扫特性与闩锁效应的关系,阐述静电保护器件发生闩锁效应的条件及如何避免发生闩锁效应的静电防护器件闩锁风险实测方法。

尿蛋白/肌酐、24 h尿蛋白及肾功能指标检测在慢性肾病诊断中的价值分析

目的探究尿蛋白/肌酐(UP/SCr)、24 h尿蛋白(24 hUP)及肾功能指标检测在慢性肾病诊断中的价值,为临床提供理论参考。方法选取该院2020年1—12月收治的100例慢性肾病患者为观察组,根据肾小球滤过率(GFR),将患者分为1期(GFR≥90 mL/min)30例、2期(60≤GFR<90 mL/min)25例、3期(30≤GFR<60 mL/min)20例、4期(15≤GFR<30 mL/min)18例、5期(<15 mL/min)7例。另纳入同期收治的健康体检者25名为对照组。检测各组的24 hUP、SCr、尿素氮(BUN)、内生肌酐清除率(Ccr),计算UP/SCr比值,比较各组上述各指标,分析观察组各期患者24 h UP与UP/SCr比值的相关性。结果观察组除1期外,其余各期患者24 h UP、SCr、UP/SCr比值和BUN、Ccr水平均优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组1期、2期、3期、4期、5期患者,24 hUP、SCr、UP/SCr比值和BUN水平呈逐渐上升趋势;Ccr水平呈逐渐下降趋势,各组之间相比较,差异有统计学意义(P<0.05)。Pearson相关性分析显示,观察组1期、2期、3期、4期患者24 hUP与UP/SCr比值呈正相关(r=0.841、0.758、0.869、0.902,P<0.05),但5期患者24 h UP与UP/SCr比值无明显相关性(r=0.265,P>0.05)。结论UP/SCr比值、24 hUP及肾功能指标在诊断慢性肾病中有重要的指导价值,值得临床推广应用。

CMOS集成电路闩锁效应抑制技术

闩锁效应是CMOS集成电路在实际应用中失效的主要原因之一,而且随着器件特征尺寸越来越小,使得CMOS电路结构中的闩锁效应日益突出。文章以P阱CMOS反相器为例,从CMOS集成电路的工艺结构出发,采用可控硅等效电路模型,较为详细地分析了闩锁效应的形成机理,给出了闩锁效应产生的三个基本条件,并从版图设计和工艺设计两方面总结了几种抑制闩锁效应的关键技术。

深水钢悬链线立管安装分析研究

钢悬链线立管(SCR)在安装过程中,通常会表现出复杂的动态特性,加强其安装技术及分析方法的研究具有重要意义。基于SCR-Spar生产系统,对深水SCR的安装方法进行研究,给出SCR典型安装步骤和各步骤中的关键问题。采用有限元软件OrcaFlex对海底提升和穿越拖拉安装进行了分析。基于整体时域分析,给出SCR安装操作方案和模拟分析方法,分析了控制安装操作的关键参数及其对SCR安装的影响。研究结果表明,SCR提升操作宜在空管状态下进行,初始提升速度和提升结束时吊头最终位置是控制管线应力/应变水平的主要因素。对于穿越拖拉操作,减小吊头与Spar的初始和最终间距,适当减小穿越拖拉缆长度对控制应力/应变水平是有利的,收/放缆速度对安装影响较小。

CMOS集成电路闩锁效应抑制技术综述

闩锁效应是CMOS集成电路在实际应用中失效的主要原因之一,本文从CMOS集成电路工艺结构出发,详细地分析了闩锁效应的形成机理,并从版图和工艺设计两方面总结了几种抑制闩锁效应的关键技术。

CMOS电路抗闩锁研究

闩锁效应是CMOS电路中最为严重的失效机理之一,在Vdd和Vss之间产生大电流,从而造成电路失效,严重的会造成电路自我烧毁。介绍了闩锁效应的原理及产生的条件,并从设计和工艺两方面详细介绍了防止和消除闩锁效应的方法。

CMOS电路ESD保护结构设计

静电放电是CMOS电路中最为严重的失效机理之一,严重的会造成电路自我烧毁。论述了CMOS集成电路ESD保护的必要性,研究了在CMOS电路中ESD保护结构的设计原理,分析了该结构对版图的相关要求,重点讨论了在I/O电路中ESD保护结构的设计要求。

工艺阱深对CMOS集成电路抗闩锁性能的影响

闩锁效应是体硅CMOS电路中最为严重的失效机理之一,而且随着器件特征尺寸越来越小,使得CMOS电路结构中的闩锁效应日益突出。以P阱CMOS反相器和CMOS集成电路的工艺结构为基础,采用可控硅等效电路模型,较为详细地分析了闩锁效应的形成机理,并利用试验证实,通过加深P阱深度,可以明显提升CMOS电路的抗闩锁性能。

基于单片机的电机随动控制系统

介绍了一种基于单片机的电机随动控制系统,目标电机和被控电机速度采用光电数字式测量,通过单片机P I控制算法以及一定同相措施对可控硅实施调节,达到调压控速目的。同时介绍了系统结构和控制参数。试验运行表明,本设计能够获得比较满意的性能。

由栅氧损伤引起闩锁效应的失效分析

随着MOS器件特征尺寸的缩小和栅氧化层厚度的减薄,栅氧损伤成为MOS集成电路在实际应用中的主要失效模式之一。闩锁是CMOS集成电路结构所固有的寄生效应,寄生的可控硅结构一旦被特定条件触发,会在电源与地之间形成大电流通路,导致整个器件失效。对一例由栅氧损伤引起器件闩锁效应的失效进行分析。通过微光显微镜(EMMI)技术和激光诱导阻值变化(OBIRCH)技术进行失效定位,在电路板级通信状态下进行闩锁效应复现及验证。最后通过分析损伤所在的电路功能和器件结构,阐述闩锁效应形成的机理。

dV_(ss)/dt触发N阱CMOS器件闩锁失效的研究

从半导体器件物理的角度分析了dVss/dt触发N阱CMOS器件的闩锁失效现象。当瞬时负电压脉冲峰值满足Vss_peak<Vss0(导通临界值约为-0.8V)时,CMOS器件发生闩锁效应。dVss/dt外界触发作用消失后,为了达到稳定闩锁效应状态,存储在寄生PNPN结构中耗尽电容的电荷量Qc要大于Qc0(临界值),需要足够的脉冲宽度和较小的晶体管渡越时间。Silvaco瞬态仿真验证表明,该研究结果可用于改善CMOS集成电路的可靠性设计。

深水钢悬链线立管安装方案对比

为掌握SCR在海底提升过程中的动力特性,得到控制安装作业的关键参数,基于Euler-Bernoulli梁的复杂弯曲理论,采用两种不同的操作方案(非耦合方案和耦合方案)对海底提升(Pick Up)进行分析,结果表明,非耦合方案安装过程简单、便于控制,但绞车张力要求和张力波动较大,且SCR的应力/应变极值难于控制;耦合方案操作快、用时短,绞车张力及SCR整体应力/应变水平都得到了良好的控制。因此,深水和大管径/壁厚的或需充水安装的SCR应选择耦合方案,而浅水和小管径/壁厚的SCR应力水平低、对绞车张力要求低,可采用非耦合方案。

UPS电源概述及使用与维护

简要介绍了法国梅兰日兰电子有限公司生产的Galaxy PW UPS电源系列设备各功能模块的组成、特点、性能、应用技术及其使用与维护方法,并简要介绍了蓄电池组的使用和维护保养以及在使用中应注意的有关事项和方法。

基于改进混沌优化的选择性催化还原系统参数辨识方法

针对选择性催化还原系统(SCR)系统在工作过程中,模型参数会受到老化、损耗等影响发生偏移,特别是催化剂硫中毒会造成氨的最大吸附能力严重下降,导致SCR系统失效的问题,提出了融合加速混沌优化和单一搜索(SCOA+SSA)算法的参数在线辨识方法。该方法能同时辨识SCR系统化学反应动力学中8项关键参数。试验结果表明:该方法能在SCR系统中氨的最大吸附能力阶跃下降时,实时辨识得到新的系统参数;并且,相比于传统的SCOA方法,本文提出的SCOA+SSA方法能将辨识精度提高5.44%,但付出的代价是增加了2.9%的耗时。