積體電路的魯棒性

2021-06-09 05:16:58 字數 850 閱讀 5475

1.擾動

(1)工藝擾動

(2)電源電壓

(3)工作溫度

這三個擾動又稱為pvt。

你的目標是必須設計乙個電路使它在這三個引數的所有的極端情況下都能可靠工作。

電源電壓除隨時間變化外還在整個晶元上變化。

隨溫度上公升,漏極電流下降。

工藝擾動:

對於器件,最主要的擾動是溝道長度l和閾值電壓vt。溝道長度擾動是由光刻鄰近效應、光學偏差及等離子刻蝕影響引起的。閾值電壓的變化是由於摻雜濃度的不同和退火效應、柵氧中的可動電荷,以及由微小電晶體中少量摻雜原子引起的摻雜擾動造成的。

對於互連線,最主要的擾動是線寬和間距、金屬和電介質厚度及接觸的電阻。

2.可靠性問題

柵氧損耗、互連線損耗、過電壓失效、閂鎖

a:可靠性術語

b:閂鎖效應(latchup):

早期cmos工藝的採用曾因cmos晶元的一種奇怪現象而受阻,即cmos晶元在使用時往往會在vdd和gnd之間形成的低阻通路而使晶元嚴重熔毀。這一稱為閂鎖的現象發生在當有襯底、阱和擴散區形成的寄生雙極性電晶體導通時。隨工藝進步及採用正確的版圖設計步驟,可以很容易的避免閂鎖問題。

npn管在nmos管接地的n擴散源極、p型襯底及n阱之間形成。兩個電阻是通過襯底或阱至最近的襯底和阱接頭的電阻。這一對交叉耦合的電晶體形成了乙個雙穩態的可控矽整流器(silicon-controlled rectifier ,scr)。最初兩個寄生雙極型電晶體截至。在晶元正常上電期間,當過渡電流流過襯底時,vsub將公升高,使npn管導通。這將使電流流過阱電阻,使vwell下降並使pnp管導通。pnp管導通又使vsub公升高,這就形成了乙個正反饋環,使在vdd和gnd之間持續保持有乙個很大的電流流過,知道關斷電源或使電源線熔斷為止。

魯棒性定義

魯棒是robust的音譯,也就是健壯和強壯的意思。它也是在異常和危險情況下系統生存的能力。比如說,計算機軟體在輸入錯誤 磁碟故障 網路過載或有意攻擊情況下,能否不宕機 不崩潰,就是該軟體的魯棒性。所謂 魯棒性 也是指控制系統在一定 結構,大小 的引數攝動下,維持其它某些效能的特性。根據對效能的不同定...

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