LU<span style='color:red'>闩锁效应</span>是什么？
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LU闩锁效应是什么？

　　LU是 Latch Up的简写，即闩锁效应，也叫可控硅效应，表征芯片被触发低阻抗通路后、电源VDD到GND之间能承受的最大电流。非车规芯片的规格书中通常都不会提供这个参数，而车规芯片的规格书中通常都会明确标注出来这个参数。这也是一个极为重要却极容易被电子工程师忽略的参数。　　闩锁效应是CMOS工艺所特有的寄生效应，是由NMOS的有源区、P衬底、N阱、PMOS的有源区构成的N-P-N-P结构而产生的，当其中一个三极管正偏时，就会构成正反馈形成闩锁。ESD 和相关的电压瞬变都可能会引起闩锁效应，是半导体器件失效的主要原因之一。一旦触发闩锁效应，即会产生一个低阻抗通路，如图1，当Q1或者Q2被异常触发导通后，会使芯片的VDD和GND之间产生大电流，如果芯片的VDD端流入的电流超过芯片Latch up能承受的电流极限，就可能会烧毁芯片。图1 CMOS寄生BJT示意图及等效电路　　芯片被触发进入Latch up状态后，只有重新上电才能脱离这个锁定状态。　　芯片研发工程师在设计层面会采用多种手段来防御闩锁的产生，但是难以根除。在应用层面，电子工程师就需要在应用电路层面做适当的防御措施：　　1)在输入端和输出端加钳位电路，使输入和输出不超过规定电压。　　2)芯片的电源输入端加去耦电路，防止VDD端出现瞬间的高压。　　3)在VDD供电脚加限流电阻，保证触发Latch up后的通路极限电流小于芯片承受的能力，保护芯片不被损坏。　　4)当系统由几个电源分别供电时，开关要按下列顺序：开启时，先开启CMOS芯片的电源，再开启输入信号和负载的电源;关闭时，先关闭输入信号和负载的电源，再关闭CMOS芯片的电源。
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发布时间：2025-05-16 13:40 阅读量：167 继续阅读>>
上海雷卯电子：一文搞懂<span style='color:red'>闩锁效应</span>，电路里的“定时炸弹”与防护指南
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上海雷卯电子：一文搞懂闩锁效应，电路里的“定时炸弹”与防护指南

　　CMOS 工艺中的寄生晶闸管(SCR)结构，是由 NMOS 和 PMOS 的寄生 NPN/PNP 晶体管相互连接形成的。这些寄生晶体管平时处于关闭状态，但当受到电压尖峰、静电干扰或高温时，会触发正反馈环路，导致电流在芯片内部无限放大，最终烧毁芯片或迫使系统断电。这一现象即为闩锁效应。　　如何快速判断电路是否存在闩锁?　　1.如果遇到以下情况，可以是闩锁在作祟：　　电流突然激增：芯片耗电猛增，远超正常工作电流。　　电压突然暴跌：电源电压“断崖式下跌”， 导致芯片复位或功能紊乱。　　高温更易崩溃：芯片在高温环境下(如>85℃)更容易触发闩锁。　　2.检测方法：　　静电测试：模拟人体接触放电，验证芯片抗ESD能力(IEC 61000-4-2)。　　浪涌测试：模拟雷击或电源波动，测试电路稳定性(IEC 61000-4-5)。　　电脑模拟：用仿真工具(如TCAD)预判寄生结构的触发阈值，优化设计。　　不同器件的“触发门槛”与防护方案　　雷卯电子的“防闩锁武器库”　　1. 高功率接口：TVS二极管 + 自恢复保险丝　　TVS二极管：纳秒级响应，将电压尖峰箝位至安全阈值，防止寄生晶体管触发。　　自恢复保险丝(PPTC)：过流时自动断开电路，故障排除后自动复位，避免持续损坏。两者协同可阻断闩锁触发条件。　　2.低电压/高速接口：ESD静电防护　　低电容ESD器件：像“防静电外套”一样，包裹芯片接口，防止静电“电击”触发闩锁，同时不影响信号速度(如USB、HDMI)。　　雷卯推荐的“防闩锁武器”清单　　总结：防闩锁要点　　1.设计时“防微杜渐”：　　电源去耦：芯片电源引脚并联0.1μF陶瓷电容，抑制电压毛刺。　　布局优化：缩短敏感信号线长度，减少寄生电容耦合;增加衬底和阱的接地接触，降低寄生电阻。。　　版图设计：在I/O区域添加Guard Ring(环形接地层)，阻止载流子扩散触发闩锁。　　2.器件选型“硬核防御”：　　高功率接口选TVS，PPTC防过流，低压高速信号选ESD，像给电路穿“防弹衣”。
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发布时间：2025-04-01 09:18 阅读量：368 继续阅读>>

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