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词条 闭锁效应
释义

闭[自]锁效应(latch-up effect):

这是某些器件或集成电路中发生像晶闸管(可控硅,SCR)那样的栅极(控制极)能够控制导通、但是不能控制关断的一种现象,是造成IC失效的一种重要原因。

晶闸管的结构是p-n-p-n,它可看成是由两个BJT共用一个基区而组合起来的一种器件。它的栅极(控制极)电压可以触发晶闸管导通,但是栅极电压不能使晶闸管关断。对于器件 (例如CMOS反向器) 或者集成电路而言,如果其中存在有p-n-p-n这种晶闸管结构,只要有某些不定因素的触发(例如在大电流脉冲干扰或输入脉冲干扰,特别是γ射线的瞬时辐照), 使得p-n-p-n结构出现正向导通时,即产生很大的电流,并且再也不能自己关断,而这时若电源能提供足够大的电流,从而就将引起器件失效。这种现象就称为闭锁效应。

产生自锁 需要满足的三个基本条件(只要有一个条件不满足,即不能发生自锁)是:①外界触发作用使构成晶闸管的两个寄生BJT的发射结正偏;②两个寄生BJT具有一定的电流放大系数(两个BJT电流放大系数的乘积应该>1);③电源能提供足够大的电流(要大于寄生SCR导通所需要的维持电流)。

为了消除闭锁效应,可在版图设计上、在工艺上和在测试上以及应用上来采取各种措施。例如减小各个寄生BJT的电流放大系数、减小CMOS中的衬底和n-阱的电阻、采用SOI-CMOS工艺技术等。

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