1. 串聯電路中存在熱效應嗎
電流在流過導體時候發熱的現象叫做電流熱效應.簡稱電熱
電熱的多少跟 電流 電阻 通電時間三個因素有關
由於任何導體都有電阻
所以電流流過任何導體都會產生電熱 只是多少不同而已
2. 高頻電路里地線的電感效應是什麼意思,請具體解釋一下
電感量的大小與導線的長度有關,通常把電感繞製成線圈就是要增加導線的長度。
感抗與電感量的大小及使用的頻率的乘積成正比,請記住這里的頻率。
當高頻應用時,即使很小的電感量,也就是很短的導線,也有可能產生很大的感(阻)抗。
3. 什麼是Latch-up效應,試分析CMOS電路產生Latch-up效應的原因,通常使用哪些方法來防止或抑制Latch-up效應
Latch up 的定義
Latch up 最易產生在易受外部干擾的I/O電路處, 也偶爾
發生在內部電路
Latch up 是指cmos晶片中, 在電源power VDD和地線
GND(VSS)之間由於寄生的PNP和NPN雙極性BJT相互
影響而產生的一低阻抗通路, 它的存在會使VDD和
GND之間產生大電流
隨著IC製造工藝的發展, 封裝密度和集成度越來越高,
產生Latch up的可能性會越來越大
Latch up 產生的過度電流量可能會使晶元產生永久性的
破壞, Latch up 的防範是IC Layout 的最重要措施之一
Latch up 的原理圖分析
Latch up 的原理分析Q1為一垂直式PNP BJT, 基極(base)是nwell, 基極到
集電極(collector)的增益可達數百倍;Q2是一側面式的
NPN BJT,基極為P substrate,到集電極的增益可達數
十倍;Rwell是nwell的寄生電阻;Rsub是substrate電
阻。
以上四元件構成可控硅(SCR)電路,當無外界干
擾未引起觸發時,兩個BJT處於截止狀態,集電極電流
是C-B的反向漏電流構成,電流增益非常小,此時
Latch up不會產生。當其中一個BJT的集電極電流受外
部干擾突然增加到一定值時,會反饋至另一個BJT,從
而使兩個BJT因觸發而導通,VDD至GND(VSS)間
形成低抗通路,Latch up由此而產生。
CMOS電路中的寄生雙極型晶體管部分出現閂鎖,必須滿足以下幾個條件:
(1) 電路要能進行開關轉換,其相關的PNPN結構的迴路增益必須大於1
即 βnpn*βpnp >1,在最近的研究中,把閂鎖產生的條件用寄生雙極晶體管的有效注入效率和小信號電流增益來表達。即
(2) 必須存在一種偏置條件,使兩只雙極型晶體管導通的時間足夠長,以使
通過阻塞結的電流能達到定義的開關轉換電流的水平。一般來說,雙極管的導通都是由流過一個或兩個發射極/基極旁路電阻的外部激發電流所引起的。
(3) 偏置電源和有關的電路,必須能夠提供至少等於PNPN結構脫離阻塞態
所需開關轉換電流和必須能提供至少等於使其達到閂鎖態的保持電流。
閂鎖的觸發方式:
(1) 輸入或輸出節點的上沖或下沖的觸發,使第一個雙極型晶體管導通,然
後再使第二個雙極型晶體管導通。當流入寄生PNPN結構的總電流達到開關轉換電流時,閂鎖就發生。
(2) 當流過阱-襯底結的雪崩電流,光電流及位移電流,,同時通過兩個旁路
電阻RW,RS時,旁路電阻較大的晶體管先導通。然而要使閂鎖發生,第二個雙極型晶體管必須導通。同時通過PNPN結構的總電流必須達到開關轉換電流。
(3) 當出現穿通,場穿通時,低阻通路一般發生在電源和地線之間,或者發
生在電源和襯底發生器之間。在源-漏發生雪崩擊穿的情況下,低阻通路發生在電源和信號線之間,或者發生在信號線和襯底發生器之間。這些來源於穿通,場穿通或漏結雪崩的電流,一旦PNPN結構的電流達到用取消被激發晶體管旁路電阻形成的三極體結構計算的開關轉換電流時,至少會發生瞬時閂鎖,若總電流也能達到四極管結構開關轉換電流,即閂鎖將維持下去。
閂鎖的防止技術:
體硅CMOS中的閂鎖效應起因於寄生NPN和PNP雙極晶體管形成的PNPN
結構,若能使兩只晶體管的小信號電流增益之和小於1,閂鎖就可防止。一是將雙極型晶體管的特性破壞掉,即通過改進CMOS製造工藝,用減少載流子運輸或注入的方法來達到破壞雙極型晶體管作用的目的,例如,摻金,中子輻射形成基區阻礙電場以及形成肖特基源/漏勢壘等。二是將兩個雙極型晶體管間的耦合去掉,即防止一隻雙極管導通另一隻雙極管,這可通過版圖設計和工藝技術來實現。版圖設計去耦技術包括:
版圖級抗閂鎖措施:
(1) 加粗電源線和地線,合理布局電源接觸孔,減小橫向電流密度和串聯電阻.
採用接襯底的環形VDD電源線,並盡可能將襯底背面接VDD.增加電源VDD和VSS接觸孔,並加大接觸面積.對每一個接VDD的孔都要在相鄰的阱中配以對應的VSS接觸孔,以便增加並行的電流通路.盡量使VDD和VSS的接觸孔的長邊相互平行.接VDD的孔盡可能安排得離阱遠些.接VSS的孔盡可能安排在p阱的所有邊上.
(2) 加多子保護環或少子保護環。其中多子保護環主要可以減少RS和RW;
少子環可以預先收集少子,減小橫向三極體的β值,從而到達減小閂鎖效應的目的。
工藝級抗閂鎖措施:
(1) 降低少數載流子的壽命可以減少寄生雙極型晶體管的電流增益,一般使
用金摻雜或中子輻射技術,但此方法不易控制且也會導致漏電流的增加。
(2) 倒轉阱技術,可以減小寄生三極體的阱電阻,防止寄生三極體EB結導
通。倒轉阱如下圖所示:
(3) 另一種減少閂鎖效應的方法,是將器件製作於重摻雜襯底上的低摻雜外
延層中。重摻雜襯底提供一個收集電流的高傳導路徑,降低了RS,若在阱中加入重摻雜的p+埋層(或倒轉阱),又可降低RW。實驗證明,此方法製造的CMOS電路有很高的抗閂鎖能力。
(4) 閂鎖亦可通過溝槽隔離結構來加以避開。在此技術中,利用非等向反應
離子濺射刻蝕,刻蝕出一個比阱還要深的隔離溝槽。接著在溝槽的底部和側壁上生長一熱氧化層,然後淀積多晶硅或二氧化硅,以將溝槽填滿。因為n溝道與p溝道MOSFET被溝槽所隔開,所以此種方法可以消除閂鎖。
以上措施都是對傳統CMOS工藝技術的改造,更先進的工藝技術如SOI(Silicon on Insulator)等能從根本上來消除閂鎖產生,但工藝技術相對來講要復雜一些。
電路應用級抗閂鎖措施:
(1) 要特別注意電源跳動。防止電感元件的反向感應電動勢或電網雜訊竄入CMOS電路,引起CMOS電路瞬時擊穿而觸發閂鎖效應.因此在電源線較長的地方,要注意電源退耦,此外還要注意對電火花箝位。
(2) 防止寄生晶體管的EB結正偏。輸入信號不得超過電源電壓,如果超過這個范圍,應加限流電阻。因為輸入信號一旦超過電源電壓,就可能使EB結正偏而使電路發生閂鎖。輸出端不宜接大電容,一般應小於0.01uF.
(3) 電流限制。CMOS的功耗很低,所以在設計CMOS系統的電源時,系統實際需要多少電流就供給它多少電流,電源的輸出電流能力不要太大。從寄生可控硅的擊穿特性中可以看出,如果電源電流小於可控硅的維持電流,那麼即使寄生可控硅有觸發的機會,也不能維持閂鎖,可通過加限流電阻來達到抑制閂鎖的目的。
綜上所述,CMOS電路具有其它電路無法比擬的低功耗的優點,是在ULSI領域最有前途的電路結構。但傳統CMOS電路的工藝技術會產生與生俱來的閂鎖效應(當然必須滿足閂鎖形成的三個條件),從而限制了它的應用。一般可以從版圖設計,工藝過程及電路應用等方面採取各種技術措施,盡可能地避免,降低或消除閂鎖的形成,從而為CMOS電路的廣泛應用奠定基礎。
版圖設計時,要盡量降低電路密度,襯底和阱的串聯電阻,偽收集極的引入,可以切斷形成閂鎖的迴路。設計工藝時,可以採用適量的金摻雜,深阱,高能離子注入形成倒轉阱,低阻外延技術等來降低寄生晶體管的電流增益和串聯電阻;溝槽隔離基本上可以完全切斷形成閂鎖的迴路;更先進的SOI技術可以完全消除閂鎖的形成。電路應用時,要盡量避免雜訊的引入,附加限流電阻等措施。
防止閂鎖效應方法的發展
摻金,中子輻照(會增加泄漏電流和影響成品率)——》介質隔離(增加成本)——》優化版圖措施(多子或少子保護環,電源與地線布線技術)——》重摻雜襯底外延加重摻雜掩埋層技術
4. 什麼是COMS電路的鎖定效應
這種效應就是鎖定效應。當產生鎖定效應時,COMS的內部電流能達到40mA以上,很容易 燒毀晶元。 防禦措施: 1)在輸入端和輸出端加鉗位電路,使輸入和輸出不超過不超過規定電壓。 2)晶元的電源輸入端加去耦電路,防止VDD端出現瞬間的高壓。 3)在VDD和外電源之間加線流電阻,即使有大的電流也不讓它進去。 4)當系統由幾個電源分別供電時,開關要按下列順序:開啟時,先開啟COMS電路得電 源,再開啟輸入信號和負載的電源;關閉時,先關閉輸入信號和負載的電源,再關閉COMS 電路的電源。
5. 電的幾大效應
電流的效應有:熱效應、化學效應、磁效應
一、熱效應
正面:加熱(電爐,加熱器等),發光(白熾燈等)
反面:電能浪費(電路的不必要發熱)
二、化學效應
正面:電池(可充電電池的充電過程)
反面:金屬的電化學腐蝕對金屬製品有很強的破壞能力(船舶,水管等)
三、磁效應
正面:通信(手機,對講機等),動力源(電機,電磁鐵等),制熱(這屬於電的磁效應而非熱效應,如微波爐,電磁爐等)
反面:干擾通信(電站附近手機幾乎無法使用等)損害健康(最近研究表明過強的磁場會對人造成傷害)
我就只能說這么多了,自己多觀察自己身邊的電器就有了
6. 請教高人何謂電路中的di/dt效應電路中為何要降低此效應
單位電流在單位時間內的變化量
也可理解為電流的波動變化率。如果在電路中的di/dt過大
會導致某些敏感器件的誤導通
比如IGBT管的控制極等。
7. 什麼叫模擬電路中的秘勒效應
反相放大電路中,輸入與輸出之間的分布電容或寄生電容由於放大器的放大作版用,其等效權電容值會擴大1+K倍,此即「密勒效應」。
對電子管,屏極與柵極之間的電容;
對晶體管,集電極與基極之間的電容;
對場效應管,漏極與柵極之間的電容;
這些管子作共陰極(共發射極、共源極)放大器時,輸出端與輸入端電壓反相,使得該電容的充電放電電流增大,從輸入端看進去,好像該電容增大了k倍,k是放大倍數。
這種現象叫密勒效應。
8. 關於數字電路中的累積效應
你提的問題不太具體,是關於電路哪一部分的累積效應?如果有具體的電路,你可以在時域內分析暫態效應對時間的積分與平均值,比如電火花是有震盪和放電電路,這就存在暫態與穩態的過程,分析累積效應應該是分析這個。這是執行電路的暫態與結果(穩態)的分析,至於控制部分,一般是不需考慮累積效應的。
9. 二極體的直流等效模型中的線性模型是怎麼回事
二極體的直流等效模型,就是在直流電路中,以一個與二極體的電路效應相同的假想負載來分析電路的模型。二極體是一個非線性元件,對於非線性電路的分析與計算是比較復雜的。為了使電路的分析簡化,可以用線性元件組成的電路來模擬二極體。使線性電路的電壓、電路關系和二極體外特性近似一致,那麼這個線性電路就稱為二極體的等效電路。顯然等效電路是在一定條件下的近似。所謂線性電路,就是電流與電壓成線性(正比)關系的電路。
二極體應用於直流電路時,常用一個理想二極體模型來等效,可把它看成一個理想開關。正偏時,相當於"開關"閉合(ON),電阻為零,壓降為零;反偏時,相當於"開關"斷開(OFF),電阻為無限大,電流為零。由於理想二極體模型突出表現了二極體最基本的特性--單向導電性,所以廣泛應用於直流電路及開關電路中。
10. 電流的三大效應對實際生活有什麼作用
電流的效應有:熱效應、化學效應、磁效應
一、熱效應
正面:加熱(電爐,加熱器等),發光(白熾燈等)
反面:電能浪費(電路的不必要發熱)
二、化學效應
正面:電池(可充電電池的充電過程)
反面:金屬的電化學腐蝕對金屬製品有很強的破壞能力(船舶,水管等)
三、磁效應
正面:通信(手機,對講機等),動力源(電機,電磁鐵等),制熱(這屬於電的磁效應而非熱效應,如微波爐,電磁爐等)
反面:干擾通信(電站附近手機幾乎無法使用等)損害健康(最近研究表明過強的磁場會對人造成傷害)
呵呵,我就只能說真么多了,自己多觀察自己身邊的電器就有了