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上篇原理篇2

篇首语2

第一章 静电效应4

1.1 静电的产生与来源4

1.1.1 静电的产生4

1.1.2 静电的来源7

1.2 静电放电模型10

1.2.1 带电人体的静电放电模型10

1.2.2 带电器件的静电放电模型11

1.2.3 场感应静电放电模型13

1.3.1 静电放电灵敏度的测量14

1.3 静电放电灵敏度14

1.3.2 静电敏感器件的分类16

1.4 静电放电失效18

1.4.1 失效模式18

1.4.2 失效机理18

1.5 微电子器件的防静电设计22

1.5.1 MOS器件的防静电设计22

1.5.2 双极型器件的防静电设计27

1.5.3 静电保护网络的结构设计27

第二章 热效应30

2.1 热阻31

2.1.1 最高允许结温31

2.1.2 热阻的定义32

2.1.3 峰值热阻和瞬态热阻36

2.2 温度对微电子器件电参数的影响39

2.2.1 双极晶体管电参数的温度特性39

2.2.2 MOS器件电参数的温度特性43

2.3 热不匹配效应45

2.3.1 热应力来源45

2.3.2 热应力失效47

2.4 微电子器件的热设计50

2.4.1 热匹配设计50

2.4.2 管芯的热设计52

2.4.3 管壳的热设计54

3.1 二次击穿现象57

第三章 二次击穿效应57

3.2 二次击穿机构61

3.2.1 双极晶体管二次击穿机构61

3.2.2 MOS场效应管二次击穿机构68

3.3 微电子器件的防二次击穿设计72

3.3.1 发射极镇流设计72

3.3.2 内部匹配网络设计75

3.3.3 收集极镇流设计76

3.3.4 版图设计77

3.3.5 工艺上的改进措施78

第四章 闩锁效应80

4.1 闩锁现象80

4.2 闩锁机理82

4.3 闩锁发生条件84

4.4 闩锁检测方法86

4.4.1 电检测方法87

4.4.2 扫描电镜检测方法88

4.4.3 激光扫描检测方法88

4.5 CMOS电路的防闩锁设计89

4.5.1 版图的防闩锁设计89

4.5.2 工艺的防闩锁设计91

第五章 化学效应92

5.1 微电子器件外引线的腐蚀92

5.1.1 腐蚀机理92

5.1.2 腐蚀发生的原因94

5.1.3 防腐蚀的措施95

5.2 微电子器件封装的耐湿性96

5.2.1 塑料封装的耐湿性96

5.2.2 气密封装的耐湿性99

5.3 潮湿对芯片可靠性的影响101

5.3.1 铝金属化布线的腐蚀101

5.3.2 铝—金接触结构的腐蚀103

5.3.3 水汽引起芯片电性能劣化104

5.3.4 芯片的防潮湿保护106

5.4 微电子器件耐湿性的评价方法107

6.1.1 核辐射环境110

6.1 辐射环境110

第六章 辐射效应110

6.1.2 空间辐射环境112

6.2 辐射对微电子器件的作用机理113

6.2.1 位移辐射效应113

6.2.2 电离辐射效应115

6.3 微电子器件的辐射诱发失效116

6.3.1 辐射对双极型器件性能的影响116

6.3.2 辐射对MOS器件性能的影响120

6.3.3 α粒子在大规模集成电路中产生的软误差122

6.4 微电子器件的辐射加固125

6.4.1 双极型器件的辐射加固125

6.4.2 MOS器件的辐射加固127

6.4.3 减少α粒子产生的软误差的措施129

下篇应用篇131

篇首语131

第七章 微电子器件选择通则132

7.1 微电子器件的分类和型号命名132

7.1.1 分类132

7.1.2 型号命名132

7.2 微电子器件的质量等级139

7.2.1 我国微电子器件的质量等级140

7.2.2 国外微电子器件的质量等级143

7.3 微电子器件的选择方法145

7.3.1 选用符合质量和可靠性保证规范的器件145

7.3.3 高可靠场合不宜使用的器件类型147

7.3.2 器件品种型号的选择原则147

7.3.4 其它选择规则148

7.4 微电子器件的最大额定值和降额使用150

7.4.1 最大额定值150

7.4.2 降额使用153

第八章 微电子器件可靠性应用通则159

8.1 微电子器件的防浪涌应用159

8.1.1 集成电路开关工作产生的浪涌电流160

8.1.2 接通电容性负载时形成的浪涌电流162

8.1.3 断开电感性负载时产生的浪涌电压163

8.1.4 驱动白炽灯时产生的浪涌电流168

8.1.5 供电电源引起的浪涌电压170

8.1.6 接地不当引起器件损坏174

8.1.7 TTL电路防浪涌干扰应用175

8.2 微电子器件的防静电应用179

8.2.1 器件使用环境的防静电措施179

8.2.2 器件使用者的防静电措施182

8.2.3 器件包装、运送和储存过程中的防静电措施185

8.2.4 器件使用时的防静电管理186

8.3 微电子器件的防噪声应用187

8.3.1 接地不良引入的噪声188

8.3.2 静电耦合和电磁耦合产生的噪声190

8.3.3 串扰引入的噪声192

8.4.4 反射引起的噪声194

8.4 微电子器件的抗辐射应用196

8.4.1 抗辐射加固电子系统的器件选择196

8.4.2 系统设计中的抗辐射措施198

8.5 防护元件202

8.5.1 瞬变电压抑制二极管202

8.5.2 压敏电阻204

8.5.3 铁氧体磁珠208

8.5.4 PTC和NTC热敏电阻210

8.5.5 电花隙防护器213

8.6 微电子器件电路布局的可靠性设计215

8.6.1 电子线路的可靠性设计原则215

8.6.2 常用集成电路的应用设计规则218

8.6.3 印制电路板的布线设计223

8.7 微电子器件的可靠性安装229

8.7.1 引线成形与切断229

8.7.2 在印制电路板上安装器件230

8.7.3 焊接233

8.7.4 器件在整机系统中的布局234

8.8 微电子器件的运输、储存和测量235

8.8.1 运输235

8.8.2 储存236

8.8.3 测量237

第九章 集成运算放大器可靠性应用240

9.1 集成运放的选择240

9.2.1 极限参数243

9.2 集成运放的可靠性相关系数243

9.2.2 稳定性参数244

9.2.3 噪声参数244

9.3 集成运放的过应力失效与预防245

9.3.1 输入过电压损伤及其预防245

9.3.2 电源故障及其预防250

9.3.3 输出端故障及其预防251

9.4 集成运放的自激及其消除252

9.4.1 自激的产生253

9.4.2 自激的消除254

9.5 集成运放的安装和筛选258

9.5.1 输入漏电流的隔离258

9.5.2 电源的交流旁路259

9.5.3 运放的接地260

9.5.4 运放的屏蔽260

9.5.5 运放的二次筛选261

第十章 集成稳压器可靠性应用263

10.1 集成稳压器的选择263

10.1.1 集成稳压器的分类263

10.1.1 集成稳压器的选用266

10.2 集成稳压器的可靠性相关参数267

10.2.1 稳定性参数268

10.2.2 极限参数268

10.2.3 噪声参数270

10.3.1 保护电路271

10.3 集成稳压器的安全保护271

10.3.2 使用中的安全保护273

第十一章 CMOS电路可靠性应用278

11.1 CMOS电路概述278

11.1.1 CMOS电路的特点278

11.1.2 CMOS电路的分类281

11.1.3 CMOS电路的可靠性相关参数283

11.2 CMOS电路的防闩锁应用284

11.3 CMOS电路的防静电和防浪涌应用290

第十二章 功率晶体管可靠性应用299

12.1 双极型功率晶体管的可靠性应用299

12.1.1 双极型功率管的最大额定值299

12.1.2 双极型功率管的安全工作区302

12.1.3 双极型功率管的安全保护306

12.2 VMOS功率晶体管的可靠性应用312

12.2.1 VMOS功率管的特点312

12.2.2 VMOS功率管的最大额定值和安全工作区316

12.2.3 VMOS功率管的安全保护318

12.3 微波GaAs场效应功率管的可靠性应用324

12.4 散热器的使用328

12.4.1 散热器的选配329

12.4.2 散热器的安装334

参考文献340

参考书目345

引用标准347