ESD電路與器件

前言

　　古希臘時(shí)人們就已經(jīng)知道靜電放電（ESD）現(xiàn)象，當(dāng)希臘七圣人之一的Thales（米利都人）注意到毛發(fā)被琥珀所吸引時(shí)，創(chuàng)造了“電子”這個(gè)單詞。17世紀(jì)，吉柏特（Gilbert）和卡貝奧（Cabeo）論述了電子的吸引和排斥性質(zhì)。18世紀(jì)，科學(xué)家們研究電物理學(xué)的興趣迅速增長(zhǎng)，從格雷（Gray）、迪費(fèi)（du Fay）、諾來(lái)（Nollet）、米森布魯克（Musschenbroeck）、富蘭克林（Franklin）、沃森（Watson）、埃皮魯斯（Aepinus）、康東（Canton）、普里斯特利（Priestley）

內(nèi)容概要

本書(shū)譯自美國(guó)史蒂文·H. 沃爾德曼著《ESD CIRCUITS AND DEVICES》一書(shū)。本書(shū)系統(tǒng)地介紹了抗靜電放電（ESD）電路設(shè)計(jì)和版圖設(shè)計(jì)，并給出了大量實(shí)例。主要內(nèi)容有：ESD中的基本概念及ESD的設(shè)計(jì)方法；采用MOS管和二極管的ESD設(shè)計(jì)的解析模型和實(shí)驗(yàn)結(jié)果；各種ESD電路網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用；ESD輸入電路及ESD電源鉗位網(wǎng)絡(luò)等。    本書(shū)為作者的ESD系列專著的第二本，對(duì)于專業(yè)集成電路設(shè)計(jì)和系統(tǒng)ESD工程師具有較高的參考價(jià)值。本書(shū)可以作為工藝、質(zhì)量、可靠性和誤差分析工程師的工具書(shū)，也可作為微電子學(xué)和集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)高年級(jí)學(xué)生和研究生的參考書(shū)。

作者簡(jiǎn)介

史蒂文·H，沃爾德曼博士1979年在巴法羅大學(xué)獲得工學(xué)學(xué)士學(xué)位；1981年在麻省理工學(xué)院獲得電氣工程碩士學(xué)位；在IBM實(shí)習(xí)項(xiàng)目的幫助下，1986年在佛蒙特州大學(xué)獲得工程物理學(xué)碩士，1991年獲得博士學(xué)位。在麻省理工學(xué)院他是等離子體聚變中心和高電壓研究實(shí)驗(yàn)室(HVRL)的成員。

書(shū)籍目錄

第1章  靜電放電  1.1  電流和靜電放電    1.1.1  電流和靜電    1.1.2  靜電放電    1.1.3  主要的ESD專利、發(fā)明和創(chuàng)新    1.1.4  ESD失效機(jī)制  1.2  ESD設(shè)計(jì)基本概念    1.2.1  ESD設(shè)計(jì)概念    1.2.2  對(duì)外部事件的器件響應(yīng)    1.2.3  可選電路環(huán)路    1.2.4  開(kāi)關(guān)    1.2.5  電流通路的去耦    1.2.6  反饋環(huán)路的去耦    1.2.7  電源軌的去耦    1.2.8  局部和全局分布    1.2.9  寄生元件的使用    1.2.10  緩沖    1.2.11  鎮(zhèn)流    1.2.12  半導(dǎo)體器件、電路或芯片功能的不使用部分    1.2.13  浮置和非浮置網(wǎng)絡(luò)間的阻抗匹配    1.2.14  非連接結(jié)構(gòu)    1.2.15  虛擬結(jié)構(gòu)和虛擬電路的使用    1.2.16  非縮小源事件    1.2.17  面積有效性  1.3  時(shí)間常數(shù)    1.3.1  靜電和靜磁時(shí)間常數(shù)    1.3.2  熱學(xué)時(shí)間常數(shù)    1.3.3  熱學(xué)物理時(shí)間常數(shù)    1.3.4  半導(dǎo)體器件時(shí)間常數(shù)    1.3.5  電路時(shí)間常數(shù)    1.3.6  芯片級(jí)時(shí)間常數(shù)    1.3.7  ESD時(shí)間常數(shù)  1.4  電容、電阻和電感和ESD    1.4.1  電容    1.4.2  電阻    1.4.3  電感  1.5  ESD和經(jīng)驗(yàn)法則  1.6  集總—分布式分析和ESD    1.6.1  電流和電壓分布    1.6.2  集總系統(tǒng)與分布式系統(tǒng)    1.6.3  分布式系統(tǒng)：梯形網(wǎng)絡(luò)分析    1.6.4  電阻-電感-電容（RLC）分布式系統(tǒng)    1.6.5  電阻-電容（RC）分布式系統(tǒng)    1.6.6  電阻-電導(dǎo)（RG）分布式系統(tǒng)  1.7  ESD度量和品質(zhì)因數(shù)    1.7.1  芯片層面上的ESD度量    1.7.2  電路層面的ESD度量    1.7.3  ESD器件度量    1.7.4  ESD品質(zhì)和可靠性的商業(yè)度量  1.8  ESD方案十二步形成法  1.9  本章小結(jié)  習(xí)題  參考文獻(xiàn)第2章  設(shè)計(jì)綜合  2.1  半導(dǎo)體芯片ESD保護(hù)的結(jié)構(gòu)和綜合  2.2  電學(xué)連接和空間連接    2.2.1  電學(xué)連接    2.2.2  熱連接    2.2.3  空間連接  2.3  ESD保護(hù)、閂鎖效應(yīng)和噪聲    2.3.1  噪聲    2.3.2  閂鎖效應(yīng)  2.4  接口電路和ESD元件  2.5  ESD電源鉗位網(wǎng)絡(luò)  2.6  ESD軌至軌器件    2.6.1  ESD軌至軌網(wǎng)絡(luò)的放置    2.6.2  外圍和陣列I/O  2.7  保護(hù)環(huán)  2.8  焊盤(pán)、浮動(dòng)焊盤(pán)和無(wú)連接焊盤(pán)  2.9  連接焊盤(pán)下的結(jié)構(gòu)  2.10  本章小結(jié)  習(xí)題  參考文獻(xiàn)第3章  ESD設(shè)計(jì)：MOSFET電路設(shè)計(jì)第4章  ESD設(shè)計(jì)：二極管設(shè)計(jì)第5章  絕緣體上硅（SOI）ESD設(shè)計(jì)第6章  片外驅(qū)動(dòng)（OCD）和ESD第7章  接收電路和ESD第8章  SOI ESD電路和設(shè)計(jì)整合第9章  ESD電源鉗位

章節(jié)摘錄

　　第1章　靜電放電　　1.1　電流和靜電放電　　1.1.1　電流和靜電　　在電流、靜電和電路理論領(lǐng)域，很多發(fā)現(xiàn)和成就促成了靜電放電（ESD）現(xiàn)象基礎(chǔ)理論的建立。以下是推動(dòng)靜電領(lǐng)域向前發(fā)展的重要事件的年代表：　　公元前600年Thales（米利都人）發(fā)現(xiàn)了靜電吸引現(xiàn)象?！　?600年William Gilbert提出了“電流體”模型。　　1620年Niccolo Cabeo發(fā)現(xiàn)了“相吸”和“相斥”現(xiàn)象。　　1729年Stephen Gray提出“電流”可以用電線傳導(dǎo)?！　?733年Charles Francois du Fay討論了兩種電流——“樹(shù)脂狀”和“玻璃狀”?！　? 749年Abbey Jean—Antoine Nollet發(fā)明了電流的雙流體模型?！　?745年P(guān)eter Van Musschenbroeck發(fā)明了Leyden罐，即電容。　　1747年Benjamin Franklin提出了帶“正極”和“負(fù)極”電荷的單流體模型。　　1748年WilliamWatson第一個(gè)提出了“發(fā)光放電”。　　1759年Francis Ulrich Theodore Aepinus討論了“感應(yīng)充電”?！　?766年Joseph Priestley推導(dǎo)了靜電力遵循的平方反比律?！　?775年Henry Cavendish定義了電容和電阻的概念?！　?785年Charles Augustin Coulomb驗(yàn)證了平方反比律關(guān)系?！　?812年Simeon Denis Poisson提出電荷存在于導(dǎo)體的表面?！　?821年Humphrey Davy建立了電阻的幾何和熱學(xué)效應(yīng)理論?！　?826年Ohm提出了電勢(shì)、電阻和電流的關(guān)系?！　?837年Michael FarA.D.ay發(fā)現(xiàn)了物體的介電常數(shù)概念?！　?841年James Prescott Joule演示了電流和發(fā)熱的關(guān)系?！　?848年Gustav Kirchoff擴(kuò)展了歐姆定律?！　?873年James Clerk Maxwell發(fā)表了著作《論電流和磁》?！　?889年P(guān)aschen建立了能夠解釋氣體放電擊穿現(xiàn)象的理論。　　1906年Toepler建立了放電過(guò)程中的弧電阻的關(guān)系式?！　?915年Townsend解釋了材料中的雪崩現(xiàn)象。　　1.1.2　靜電放電　　在ESD領(lǐng)域推動(dòng)靜電放電現(xiàn)象進(jìn)步的成就包括實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)、解析模型的發(fā)展、新型半導(dǎo)體器件和電路的引入、測(cè)試儀器，以及ESD標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展等。以下是ESD領(lǐng)域發(fā)展簡(jiǎn)史：　　1968年Wunsh和R.R.Bell在熱擴(kuò)散時(shí)間常數(shù)機(jī)制中引進(jìn)了功率失效電熱模型?！　?970年D.Tasca在隔熱和穩(wěn)態(tài)時(shí)間常數(shù)機(jī)制中發(fā)展了功率失效電熱模型。　　1971年Vlasov和Sinkevitch發(fā)展了半導(dǎo)體器件的電熱失效物理模型?！　?972年W.D.Brown估算了半導(dǎo)體器件在大電流下的情形?！　?981年J.Smith和W.R.Littau為熱擴(kuò)散時(shí)間機(jī)制中的電阻建立了電熱模型?！　?981年Enlow，Alexander，Pierce和Mason闡述了由于半導(dǎo)體制造過(guò)程差異而引起的雙極性晶體管功率失效的統(tǒng)計(jì)變化和ESD事件變化。

圖書(shū)封面

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