一种隔离芯片的全芯片ESD防护研究

摘要

由于隔离芯片具有隔离噪声和环路电流,并能有效保护器件（或人）免受高电压危害等优点，隔离芯片被广泛应用在条件极为苛刻的工业控制系统，军工设备及空间应用系统等环境中。为了有效保护隔离芯片在制造或使用过程中免受外界复杂静电放电的影响，最有效的办法就是将相应地ESD保护电路嵌入到隔离芯片中。
　　本文的目的是针对一种隔离芯片的各个引脚ESD防护网络作详细分析与研究。首先，通过分析用于ESD防护的二极管在正、反向偏置下的电学特性，仿真测试得出具有低导通电阻的正向导通二极管防护网络能更好地作为输入端口的ESD防护；其次，鉴于输出端口的特点，对比研究了自偏置NPN防护结构，并针对该结构触发电压依然较高的缺点，给出了一种通过采用NWELL_BN/PWELL二极管有效降低其开启电压的用于ESD防护的自偏置NPN结构，并仿真测试验证设计的正确性；最后，基于SCR结构本身具有的单位面积内高泄流等优点，将其应用于Power Clamp防护电路中，通过研究分析，给出了两种新型的SCR结构用于电源地间的静电防护。
　　在ESD防护电路的设计中，版图设计起着至关重要的作用，往往决定着保护电路设计的成功与否，很大比例的ESD保护设计失败都是由版图的原因引起的。本文重点分析了版图设计对ESD防护结构带来的影响，并阐述了对ESD防护结构进行版图设计时要考虑的一些问题，最后,基于0.5μm BCD工艺，针对隔离芯片的各个部分ESD防护电路进行了版图设计。

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第一章 绪论

第一节 课题研究背景

第二节 本论文的内容安排

第二章 静电释放的模式与测试

第一节 静电释放的常用模式

第二节 静电释放的相关测试

第三节 本章小结

第三章 集成电路ESD防护基础

第一节 概述

第二节 集成电路ESD保护器件

第三节 本章小结

第四章一种隔离芯片的ESD防护电路的设计

第一节 芯片输入引脚ESD防护电路

第二节 芯片输出引脚的ESD防护电路

第三节 电源与地之间的ESD防护电路

第四节 全芯片的ESD防护

第五节 本章小结

第五章 隔离芯片中ESD防护电路的版图设计

第一节 版图设计和ESD保护

第二节 ESD电路的版图设计

第三节 隔离芯片的ESD防护电路版图设计

第四节 本章小结

第六章 总结

第一节 本文总结

第二节 本文不足

参考文献

致谢

个人简历 在校期间研究成果