温度变化对闩锁效应的影响.doc

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1、温度变化对闩锁效应的影响学号：1姓名：唐硕CMOS电路闩锁效应是在异常工作条件下，引发的CMOS电路中的寄生晶体管进入的一种异常状态。CMOS电路受激发发生闩锁效应时，电路的VDD与VSS间呈低阻状态，类似可控硅器件的特性。因而闩锁效应也成为可控硅效应。闩锁效应分为两大类，如激发源去除后，电路仍保持低阻状态，这种闩锁称为自持的闩锁效应。如激发源去除后，电路返回原来的高阻状态，则称为非自持的闩锁效应。进入低阻状态后，若外电路不能限制器件中电流的大小，可能有过量的电流流过电路，引起器件局部过热，发生金属化熔化或烧断，致使PN结漏电流增加或短路，造成电路失效。闩锁效应是一种寄生三极管效应。CMOS

2、电路中的各个P、N型区可组成若干个寄生双极型三极管，组成四层的PNPN结构。也可看作PNP三极管和NPN三极管相互连接。由一个PNP三极管及一个NPN三极管相串接的PNPN四层结构。在加VDD后，J1，J3两个PN结处于正向偏置，J2处于反向偏置。Ic1=aII+ICO1Ic2=a2I+ICO2I=Ic1+Ic2由上两式得I=(a1+a2)I+ICO1+ICO2I=(ICO1+ICO2)/[1－(a1+a2)]当(a1+a2)＝1，电路总电流I®¥CMOS电路发生闩锁效要满足以下四个条件：电路能够进行开关转换，相关的PNPN结构回路增益必须大于1；寄生双极晶体管的发射极－基极处于正向偏置。最

3、初仅一个晶体管处于正偏，当电流注入后，引起另一个晶体管的发射极－基极处于正向偏置；电流的电源能够提供足够高的电压，其数值大于或等于维持电压；触发源能保持足够长的时间，使器件进入闩锁状态。温度对闩锁效应的影响，主要是对MOS器件阈值电压和漏极电流的影响。MOS阈值电压与温度的关系：对于N沟道MOSFET，dVt/dT<0，阈值电压具有负温度系数；对于P沟道MOSFET的阈值电压具有正温度系数。当温度升高时，NMOS的阈值电压降低，更容易发生闩锁效应。PMOS的阈值电压升高，可有效降低闩锁效应发生几率。MOS漏极电流与温度的关系：当（VGS-VT）较大时，,当（VGS-VT）较小时，,也就是说当

4、开启电压较小，即RwellRsub上的电压较大时，漏极电流与温度成反比，温度升高，电流增大，闩锁效应增大。当开启电压较大，即RwellRsub上的电压较小时，漏极电流与温度成正比，温度升高，电流增小，闩锁效应减弱。