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MOS集成电路防止静电干扰方法

归档日期:09-12       文本归类:反干扰电路      文章编辑:爱尚语录

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  展开全部以金属-氧化物-半导体(MOS)场效应晶体管为主要元件构成的集成电路简称MOSIC 。1964年研究出绝缘栅场效应晶体管。直到1968年解决了MOS器件的稳定性,MOSIC得到迅速发展。与双极型集成电路相比,MOSIC具有以下优点:①制造结构简单,隔离方便。②电路尺寸小、功耗低适于高密度集成。③MOS管为双向器件,设计灵活性高。④具有动态工作独特的能力。⑤温度特性好。其缺点是速度较低、驱动能力较弱。一般认为MOS集成电路功耗低、集成度高,宜用作数字集成电路;双极型集成电路则适用作高速数字和模拟电路。

  所有 MOS 集成电路 (包括 P 沟道 MOS, N 沟道 MOS, 互补 MOS - CMOS 集成电路) 都有一层绝缘栅,以防止电压击穿。一般器件绝缘栅氧化层厚度大约是 25nm 50nm 80nm 三种。在集成电路高阻抗栅前面还有电阻--二极管网络进行保护,虽然如此,器件内保护网络还不足以免除对器件静电损害(ESD),实验指出,在高电压放电时器件会失效,器件也可能为多次较低电压放电累积而失效。

  按损伤严重程度静电损害有多种形式,最严重也是最容易发生是输入端或输出端完全破坏以至于与电源端 VDD GND 短路或开路,器件完全丧失了原有功能。稍次一等严重损害是出现断续失效或者是性能退化,那就更难察觉。还有一些静电损害会使泄漏电流增加导致器件性能变坏。

  由于不可避免短时间操作引起高静电电压放电现像,例如人在打腊地板上走动时会引起高达 4KV - 15KV 静电高压,此高压与环境湿度和表面条件有关,因而在使用 CMOS 、NMOS 器件时必须遵守下列预防准则:

  3、所有低阻抗设备(例如脉冲信号发生器等)在接到 CMOS 或 NMOS 集成电路输入端以前必然让器件先接通电源,同样设备与器件断开后器件才能断开电源。

  4、包含有 CMOS 和 NMOS 集成电路印刷电路板仅仅是一个器件延伸,同样需要遵守操作准则。从印刷电路板边缘接插件直接联线到器件也能引起器件损伤,必须避免一般塑料包装,印刷电路板接插件上 CMOS 或 NMOS 集成电路地址输入端或输出端应当串联一个电阻,由于这些串联电阻和输入电容时间常数增加了延迟时间。这个电阻将会限制由于印刷电路板移动或与易产生静电材料接触所产生静电高压损伤。

  5、所有 CMOS 和 NMOS 集成电路储存和运输过程必须采用抗静电材料做成容器,而不能按常规将器件插入塑料或放在普通塑料托盘内,直到准备使用时才能从抗静电材料容器中取出来。

  6、所有 CMOS 和 NMOS 集成电路应当放置在接地良好工作台上,鉴于工作人员也能对工作台产出静电放电,所以工作人员在操作器件之前自身必须先接地,为此建议工作人员要用牢固导电带将手腕或肘部与工作台表面连接良好。

  7、尼龙或其它易产生静电材料不允许与 CMOS 和 NMOS 集成电路接触。

  9、冷冻室要用二氧化碳制冷,并且要放置隔板,而器件必须放在导电材料容器内。

  10、在自动化操作过程中,由于器件运动,传送带运动和印刷电路板运动可能会产生很高静电压,因此要在车间内使用电离空气鼓风机和增湿机使室内相对湿度在 35% 以上,凡是能和集成电路接触设备顶盖、底部、侧面部分均要采用接地金属或其它导电材料。

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