latch up(闩锁效应)之三极管放大原理

其实做为IC版图工程师,要了解的东西挺多的,但能了解的又没多少,latch up效应就是这些没多少中的需要了解的一个。当然只知道latch up怎么形成还不够,还要知道形成后的现象,latch前怎么预防,latch后怎么处理,都应该知道。而且发现面试的时候,latch up总是少不了的问题。所以接下来的几天里针对latch up写一些文章。在CMOS IC中,有很多三极管模型,正是由于这些三极管的电流放大作用,让芯片出现问题,左图就是以前做的一个项目发生latch-up后,metal线都炸断了。所以先了解一下三极管电流放大作用。

latch-up

至于三极管是怎么形成的,正偏反偏等不多说了,只有简单的公式和数字说明其放大作用,但一张示例图片不能少滴。

npn-i

根据节点电流定律,三极管的三个极电流满足

IE=IC+IB,

 

可以设 IC=αIE

 

可以算出

IC=(α/(1-α))IB

 

β=α/(1-α),

 

此β被称为电流放大倍数,一般三极管的α值在0.97到0.99之间,则β约在32到99之间。也就是说IC约是32到99倍的IB,那么可以想像,IB哪怕只有一点点,IC就会被放大为几十倍IB

而在CMOS IC的三极管模型中,正是衬底和阱寄生的电阻产生的IB,被无限次的放大后形成强大的IC从而击毁芯片。

在下一篇中将解说这个IB是怎么被无限次放大的。

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