CMOS电平的介绍和CMOS的闩锁效应详细概述

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上传日期: 2021-01-06

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标签:晶体管(2899)IC(2997)CMOS(3523)

本篇主要针对CMOS电平,详细介绍一下CMOS的闩锁效应。

1、Latchup

闩锁效应是指CMOS电路中固有的寄生可控硅结构(双极晶体管)被触发导通,在电源和地之间存在一个低阻抗大电流通路,导致电路无法正常工作,甚至烧毁电路。

·Latchup是指CMOS晶片中,在电源VDD和地线GND(VSS)之间由于寄生的PNP和NPN双极性BJT相互影响而产生的一低阻抗通路,它的存在会使VDD和GND之间产生大电流;

·随着IC制造工艺的发展,封装密度和集成度越来越高,产生Latchup的可能性会越来越大;

·Latchup产生的过度电流量可能会使芯片产生永久性的破坏,Latchup的防范是ICLayout的最重要措施之一;

Q1为垂直式PNPBJT,基极(base)是nwell,基极到集电极的增益可达数百倍;Q2是侧面式的NPNBJT,基极为Psubstrate,到集电极的增益可达数十倍;Rwell是nwell的寄生电阻Rsub是substrate电阻。

以上四元件构成可控硅(SCR)电路,当无外界干扰引起触发时,两个BJT(可控硅结构)处于截止状态,集电极电流由C-B的反向漏电流构成,电流增益非常小,此时Latchup不会产生。当其中一个BJT的集电极电流受外部干扰突然增加到一定值时,会反馈至另一个BJT,从而使两个BJT因触发而同时导通,VDD至GND间形成低阻抗通路,Latchup由此而产生。

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