latch up原理
latch up测试标准
latch up测试标准Latch up是指集成电路中的一种失效现象，当一个晶体管或器件被误用时，或由于外界干扰等原因导致，会出现电流过大的现象，从而导致电路失效或损坏。
Latch up测试是为了验证电路的稳定性和可靠性，以确保电路能够正常工作并长期稳定运行。
Latch up是一种瞬态故障，通常发生在集成电路中存在PNPN结构的电路，例如CMOS电路或双极性晶体管。
这种结构使得电路在特定条件下会形成一个自反馈回路，导致电流大幅度增加，进而导致电路失效。
Latch up测试通常包括以下步骤：1.设计电路：首先，在设计电路时需要充分考虑到避免触发Latch up现象的条件。
例如，采用合适的工艺参数和结构设计，选择适当的尺寸和电流容限，并避免形成PNPN结构的电路。
2.模拟仿真：使用电路仿真软件进行模拟分析，验证设计电路的稳定性和可靠性。
通过模拟仿真，可以观察电路在边界条件下是否可能出现Latch up现象。
3.制造过程控制：在芯片制造过程中，需要严格控制工艺参数和制造流程，以确保电路的稳定性。
例如，控制晶体管制造的掺杂浓度、尺寸和位置，避免PNPN结构的形成。
4.电流注入测试：进行电流注入测试是验证电路是否存在Latchup现象的重要步骤。
通常，将高电压施加到电路的输入、输出端口，然后测量电路中的电流变化。
如果电流显著增加，就说明电路存在Latch up现象。
5.温度测试：温度是影响电路稳定性的重要因素，因此进行温度测试可以验证电路在不同温度条件下的工作情况。
在温度测试中，可以观察电路在不同温度下的电流变化和稳定性。
6.电压应力测试：电压应力测试是在电路上施加不同的电压，并监测电流的变化。
通过电压应力测试，可以验证电路在不同电压条件下的稳定性和可靠性。
7.压耐测试：压耐测试是对电路进行高电压的耐受能力测试。
在压耐测试中，会施加高于设计电压的电压，并观察电路的稳定性和可靠性。
如果电路能够正常工作且没有失效，说明电路具有良好的压耐性能。
闩锁效应定义
什么是闩锁效应？单片机开发2009-11-29 00:03:09 阅读220 评论0 字号：大中小闩锁效应是CMOS工艺所特有的寄生效应，严重会导致电路的失效，甚至烧毁芯片。
闩锁效应是由NMOS的有源区、P衬底、N阱、PMOS的有源区构成的n-p-n-p结构产生的，当其中一个三极管正偏时，就会构成正反馈形成闩锁。
避免闩锁的方法就是要减小衬底和N 阱的寄生电阻，使寄生的三极管不会处于正偏状态。
静电是一种看不见的破坏力，会对电子元器件产生影响。
ESD 和相关的电压瞬变都会引起闩锁效应（latch-up）是半导体器件失效的主要原因之一。
如果有一个强电场施加在器件结构中的氧化物薄膜上，则该氧化物薄膜就会因介质击穿而损坏。
很细的金属化迹线会由于大电流而损坏，并会由于浪涌电流造成的过热而形成开路。
这就是所谓的“闩锁效应”。
在闩锁情况下，器件在电源与地之间形成短路，造成大电流、EOS（电过载）和器件损坏。
MOS工艺含有许多内在的双极型晶体管。
在CMOS工艺下，阱与衬底结合会导致寄生的n-p-n-p结构。
这些结构会导致VDD和VSS线的短路，从而通常会破坏芯片，或者引起系统错误。
例如，在n阱结构中，n-p-n-p结构是由NMOS的源，p衬底，n阱和PMOS的源构成的。
当两个双极型晶体管之一前向偏置时（例如由于流经阱或衬底的电流引起），会引起另一个晶体管的基极电流增加。
这个正反馈将不断地引起电流增加，直到电路出故障，或者烧掉。
可以通过提供大量的阱和衬底接触来避免闩锁效应。
闩锁效应在早期的CMOS工艺中很重要。
不过，现在已经不再是个问题了。
在近些年，工艺的改进和设计的优化已经消除了闩锁的危险。
Latch up 的定义? Latch up 最易产生在易受外部干扰的I/O电路处, 也偶尔发生在内部电路? Latch up 是指cmos晶片中, 在电源power 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Latch up的可能性会越来越大? Latch up 产生的过度电流量可能会使芯片产生永久性的破坏, Latch up 的防范是IC Layout 的最重要措施之一Latch up 的原理分析Q1为一垂直式PNP BJT, 基极(base)是nwell, 基极到集电极(collector)的增益可达数百倍；Q2是一侧面式的NPN BJT，基极为P substrate，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。
闩锁效应
什么是闩锁效应？闩锁效应是CMOS⼯工艺所特有的寄⽣生效应，严重会导致电路的失效，甚⾄至烧毁芯⽚片。
闩锁效应是由NMOS的有源区、P衬底、N阱、PMOS的有源区构成的n-p-n-p结构产⽣生的，当其中⼀一个三极管正偏时，就会构成正反馈形成闩锁。
避免闩锁的⽅方法就是要减⼩小衬底和N阱的寄⽣生电阻，使寄⽣生的三极管不会处于正偏状态。
静电是⼀一种看不见的破坏⼒力，会对电⼦子元器件产⽣生影响。
ESD 和相关的电压瞬变都会引起闩锁效应（latch-up）是半导体器件失效的主要原因之⼀一。
如果有⼀一个强电场施加在器件结构中的氧化物薄膜上，则该氧化物薄膜就会因介质击穿⽽而损坏。
很细的⾦金属化迹线会由于⼤大电流⽽而损坏，并会由于浪涌电流造成的过热⽽而形成开路。
这就是所谓的“闩锁效应”。
在闩锁情况下，器件在电源与地之间形成短路，造成⼤大电流、EOS（电过载）和器件损坏。
MOS⼯工艺含有许多内在的双极型晶体管。
在CMOS⼯工艺下，阱与衬底结合会导致寄⽣生的n-p-n-p结构。
这些结构会导致VDD和VSS线的短路，从⽽而通常会破坏芯⽚片，或者引起系统错误。
例如，在n阱结构中，n-p-n-p结构是由NMOS的源，p衬底，n阱和PMOS的源构成的。
当两个双极型晶体管之⼀一前向偏置时（例如由于流经阱或衬底的电流引起），会引起另⼀一个晶体管的基极电流增加。
这个正反馈将不断地引起电流增加，直到电路出故障，或者烧掉。
可以通过提供⼤大量的阱和衬底接触来避免闩锁效应。
闩锁效应在早期的CMOS⼯工艺中很重要。
不过，现在已经不再是个问题了。
在近些年，⼯工艺的改进和设计的优化已经消除了闩锁的危险。
Latch up 的定义Latch up 最易产⽣生在易受外部⼲干扰的I/O电路处, 也偶尔发⽣生在内部电路Latch up 是指cmos晶⽚片中, 在电源power VDD和地线GND(VSS)之间由于寄⽣生的PNP和NPN双极性BJT相互影响⽽而产⽣生的⼀一低阻抗通路, 它的存在会使VDD和GND之间产⽣生⼤大电流随着IC制造⼯工艺的发展, 封装密度和集成度越来越⾼高,产⽣生Latch up的可能性会越来越⼤大Latch up 产⽣生的过度电流量可能会使芯⽚片产⽣生永久性的破坏, Latch up 的防范是IC Layout 的最重要措施之⼀一Latch up 的原理分析Q1为⼀一垂直式PNP BJT, 基极(base)是nwell, 基极到集电极(collector)的增益可达数百倍；Q2是⼀一侧⾯面式的NPN BJT，基极为P substrate，到集电极的增益可达数⼗〸十倍；Rwell是nwell的寄⽣生电阻；Rsub是substrate电阻。
latch up原理
latch up原理Latch-Up原理。
Latch-Up是指在CMOS电路中由于PNP和NPN晶体管的基极和集电极之间的相互耦合而导致的一种电路失效现象。
当CMOS电路中的某些条件满足时，会导致PNP和NPN晶体管同时导通，形成一个正反馈回路，导致电路失效。
在本文中，我们将详细介绍Latch-Up原理及其防护措施。
Latch-Up的原理是由于CMOS电路中的PNP和NPN晶体管之间的相互耦合。
当CMOS电路中的两个晶体管之间的电压差超过一定阈值时，会导致PNP晶体管和NPN晶体管同时导通，形成一个正反馈回路。
由于这个正反馈回路的存在，一旦触发Latch-Up现象，电路将失去控制，导致电路失效。
Latch-Up现象会导致CMOS电路的性能下降甚至损坏，因此需要采取一定的防护措施。
首先，可以通过合理设计电路结构来减小PNP和NPN晶体管之间的耦合，减小Latch-Up的可能性。
其次，可以在电路中引入Latch-Up保护电路，如在电路中加入Latch-Up保护二极管来限制PNP和NPN晶体管之间的电压差，从而防止Latch-Up现象的发生。
此外，合理选择工艺和材料也可以减小Latch-Up的发生概率，如采用深亚微米工艺和抗辐射材料。
总之，Latch-Up是CMOS电路中常见的一种失效现象，其原理是由于PNP和NPN晶体管之间的相互耦合导致的。
为了防止Latch-Up现象的发生，我们可以通过合理设计电路结构、引入Latch-Up保护电路以及选择合适的工艺和材料来减小Latch-Up的可能性。
希望本文能够对Latch-Up原理有所了解，并为电路设计和应用提供一定的参考价值。
latch up原理
latch up原理
latch up是指在集成电路中出现的一种不可逆转的失效状态，
该状态可能会导致电路的损坏。
当一个电路被连入一个能够提供电流的电源时，如果发生latch up，电路中的二极管或晶体
管将失去对输入电压的控制，从而导致电路中的电流迅速增大，最终可能会引起电压降和电流增加，从而损坏电路。
latch up的发生通常涉及到PN结中的电流增益效应。
PN结是
半导体器件中的一个常见结构，在正向偏置下，电子会从n区域注入到p区域中，形成电流。
而在反向偏置下，接近PN结
的区域的电子会移动到p区域中，同时空穴会移动到n区域中，这会导致电流增大。
正常情况下，这种电流增益效应不会引起严重的问题。
然而，当一些特殊条件下，这种电流增益效应可能会被放大，导致latch up的发生。
当输入电压超过某个边界值时，可能会
触发PN结中的电流增益效应，进而引发latch up。
一旦latch up发生，电路中的电流将极大增加，超过了正常工作范围，
可能会导致电路元件的烧毁。
为了预防latch up的发生，可以采取一系列措施。
例如，可以
通过设计时避免过高的功率和过大的电流，采用合适的材料和工艺以降低PN结的电流增益效应，或者使用特殊的结构设计
来防止latch up的发生。
总结来说，latch up是一种集成电路中的失效状态，它可能导
致电路损坏。
它的发生与PN结中的电流增益效应有关，通过合适的设计措施可以预防latch up的发生。
latch-up版图
latch-up原理分析
I n Out N+ P+ P+ Q1 Q2 N+ N+ P+
R w ell N w ell P- e p i
R su b P+s u b
华侨大学厦门专用集成电路系统重点实验室
Copyright by Huang Weiwei
latch-up原理分析
I n Out N+ P+ P+ Q1 Q1 Q2 OUT R su b P+s u b R su b Q2 OUT N+ N+ P+ R w ell
R su b
Q2
华侨大学厦门专用集成电路系统重点实验室
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latch-up原理分析
I n Out N+ P+ P+ Q1 Q2 N+ N+ P+ R w ell N w ell P- e p i R su b P+s u b
Latch up的具体原因5 5 产生Latch up
OUT Q1
R w ell
R su b
Q2
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latch-up原理分析
I n Out N+ P+ P+ Q1 Q2 N+ N+ P+ R w ell N w ell P- e p i R su b P+ s u b
华侨大学厦门专用集成电路系统重点实验室
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latch-up保护方法
latch up 原理
latch up 原理latch up是一种常见的电路现象，特别是在模拟电路中，它会导致电路性能的恶化，甚至可能导致电路的崩溃。
本文将介绍latch up 的原理、现象、危害以及预防措施。
latch up是由于电路中的晶体管或其他电子元件在特定电压下导通，形成了一个或多个连续的电子通道，导致电路中的其他元件无法正常工作。
通常，latch up的产生需要两个条件：一是电路中存在连续的电流通路；二是电路中的电压达到特定值，使得电子在通道中的传输速度超过信号的传播速度。
latch up发生后，电路的性能会受到严重影响。
首先，latch up 会导致电路的延迟增加，从而影响电路的工作频率。
其次，latch up 还会导致电路的噪声容限降低，使得电路对噪声的敏感度增加。
此外，latch up还会导致电路的功耗增加，从而影响电路的散热性能。
latch up不仅会影响电路的性能，还可能导致电路的崩溃。
当latch up持续存在时，它会不断消耗电路中的电源和地电平，导致电源和地之间的电压波动，从而影响电路中的其他元件。
此外，latch up 还可能导致电路中的其他电子元件过热，从而引发火灾等安全问题。
四、预防措施为了防止latch up的发生，我们可以采取以下措施：1. 优化电路设计：在电路设计中，应避免使用连续的电流通路，避免使用高电压和高电流的工作模式。
同时，应合理分配电源和地的位置，以减少电源和地之间的干扰。
2. 使用抗latch up材料：在选择电子元件时，应选择具有抗latch up特性的材料，如低导通电压、低导通电阻的晶体管等。
3. 增加去耦电容：在电路中增加去耦电容可以减少电源和地之间的干扰，从而减少latch up的发生。
4. 调试和测试：在电路调试和测试过程中，应使用示波器等工具监测电路中的电压和电流变化，及时发现和处理latch up问题。
总之，latch up是一种常见的电路现象，它会导致电路性能的恶化，甚至可能导致电路的崩溃。
latch_up分析
闩锁效应（latch up）闩锁效应（latch up）是CMOS必须注意的现象，latch我认为解释为回路更合适，大家以后看到latch up就联想到在NMOS与PMOS里面的回路，其实你就懂了一半了.为什么它这么重要因为它会导致整个芯片的失效，所以latch up是QUAL测试的一种，并且与ESD（静电防护）紧密相关。
第一部分latch up的原理我用一句最简单的话来概括，大家只要记住这句话就行了：latch－up是PNPN的连接，本质是两个寄生双载子transisitor的连接，每一个transistor的基极（base）与集极（collector）相连，也可以反过来说，每一个transistor的集极（collector）与另一个transistor的基极（base）相连，形成positive feedback loop（正回馈回路）,下面我分别解释。
我们先复习什么是npn，如图1，在n端加正偏压，np之间的势垒就会降低，n端电子为主要载流子，于是电子就很开心地跑到p,其中有一部分电子跑得太开心了，中间的p又不够厚，于是就到pn的交界处，这时右边的n端是逆偏压，于是就很容易就过去了。
所以，左边的n为射极（emmiter，发射电子），中间P为基极（base），右边n为集极(collector,收集电子嘛）理解了npn，那么pnp就好办，如图2。
图2清楚的表示了latch up的回路。
左边是npn，右边是pnp图3是电路示意图。
大家可以看出，P－sub既是npn的基极，又是pnp的集极；n－well既是既是pnp的基极，又是npn的集极，所以说，每一个transistor的集极（collector）与另一个transistor的基极（base）相连。
那么电流怎么走呢比如在P＋加5V-->电洞被从P＋推到N well-->越过n well再到p sub-->这个时候，大家注意，电洞有两条路可走，一是跑到NMOS的N＋，二是跑到旁边的Nwell，nwell比n＋深，当然更好去，所以电洞又回去了。
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latch up原理
Latch up原理也被称为“瞬间自锁”，是电路设计和测试中需要特别
注意的一种现象。
简单地说，Latch up是指由于某些原因，一个双极
晶体管（BJT）或MOSFET绝缘体（MOSFET），在其电路中形成一
个临时短路，从而导致器件失效或被损坏。
Latch up现象通常在集成电路中出现，尤其在高密度集成电路中更为
常见。
在模拟电路中，Latch up现象可能会导致噪音增加，失真增加，甚至一些器件被完全烧毁。
因此，Latch up问题对于电路设计师和测
试人员来说是一种常见的故障。
Latch up的原因是多方面的。
通常情况下，它是由于IC中存在两个或多个PN结，以及多种原因所引起的。
例如，设备的工作情况和晶体
管中的电源电压和电流都会影响此现象的出现概率。
超过器件设计的
最大电流和电压也会导致Latch up，此时晶体管就会像一个快速的电
子开关而不是一个灵敏的控制器。
为了避免Latch up的问题发生，电路设计师需要在设计中考虑PN结的位置和数量，并使用合适的工艺方法来降低PN结的电压容限。
此外，还建议通过在PCB上放置解决这一问题的集成电路，使用具有专业化的工具来测试电路，并遵循厂商发布的规定修订。
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总之，Latch up是电路设计中需要特别注意和避免的问题。
在设计和测试过程中，通过精确计算和适当的方法来避免Latch up可能发生的影响，可以降低电路故障和失效的概率，从而提高设备的稳定性和可靠性。