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一、闩锁效应:实际上是由于 CMOS 电路中基极和集电极相互连接的两个 BJT 管子 (下图中,侧面式 NPN 和垂直式 PNP) 的回路放大作用形成的,在两个管子的电流放大系数均大于 1 时,电流在这两个管子构成的回路中不停地被放大,从而导致管子承受的电流过大而烧毁芯片的一种现象。
二、闩锁效应的原理分析:

状态一:假设在 N 阱或者 Psub 中由于外界的原因产生了载流子注入,电流分别为 In 和 Ip, 且 In*R_nwell=0.6,Ip*R_psub=0.6(假设 PN 结的导通电压 <0.6)。
状态二:在所设压降下,PNP 的基极电位为 1.2V, 集电极电位为 0.6V, NPN 的基极电位为 0.6V, 集电极电位为 1.2V,此时 PNP 和 NPN 的发射结都正偏, 集电结都反偏。从而两个 BJT 管子可进行电流放大,PNP 产生了基极电流 Ib1, 则集电极电流 IC1=β1Ib1, NPN 产生了基极电流 Ib2, 则集电极电流 IC2=β2Ib2。在近似状态下,Ib1=β2Ib2,Ib2=β1Ib1,因此在后面的循环中,NPN 的集电极电流作为 PNP 新的基极电流进行电流放大,PNP 的集电极电流作为 NPN 新的基极电流进行放大。多次循环之后,电流会被持续放大。
三、闩锁效应的抑制方法(部分方法):
1. 拉开 NMOS 和 PMOS 的间距:破坏电流循环中的一环,使侧面式 NPN BJT 管子的基区变厚,载流子的收集变的困难,很难进行电流的放大。
2. 使用 Guard ring,衬底电位接出的部分采用环形绕线: 降低 VDD 和 Vss 的导通电阻,也即降低 Rwell 和 Rsub 的阻值,防止 BJT 的基极和集电极电位相等,破坏 BJT 导通的条件。
3.Substrate contact 和 well contact 应尽量靠近 source: 缩短了 Rwell 和 Rsub 的电阻的长度,减小了其电阻值。