【摘要】：隨著電子產(chǎn)品跟電子系統(tǒng)數(shù)量的不斷增加,電子設(shè)備所處的電磁環(huán)境也越來越惡劣,電磁兼容性的問題也越來越突出,因此解決在同一電磁環(huán)境下的電子設(shè)備不受外界影響而保持正常工作的問題迫在眉睫,同時這個問題也受到了越來越多的關(guān)注,這一點也是研究電磁兼容的意義。如今超大規(guī)模集成電路工藝不斷進步,特征尺寸越來越小,從而靜電放電(Electrostatic Discharge)對IC可靠性帶來越來越顯著的危害。數(shù)據(jù)表明,30%-50%的芯片總失效數(shù)是由于ESD/EOS所造成的。如今解決ESD的問題主要是通過片外(off-chip)防護和片上(on-chip)防護單元來實現(xiàn)對芯片的保護,對于片上防護單元,設(shè)計初期由于我們并不知道其電路處理ESD的實際能力,因此需要在后期采用相應的芯片級ESD測試方法來估量片上防護單元對ESD脈沖干擾的處理能力,經(jīng)過對芯片進行反復的測試與設(shè)計只有當芯片達到測試要求,芯片才會中流入市場。本文基于現(xiàn)有的系統(tǒng)級ESD測試方法,根據(jù)測試過程中遇到的問題,提出了一種改進的微處理器ESD測試方法,并對微處理器I/O保護電路進行了仿真優(yōu)化。第一部分內(nèi)容介紹了一種MCU的ESD測試方法。首先根據(jù)對系統(tǒng)級的ESD測試方法IEC61000-4-2標準展開研究,歸納和總結(jié)了系統(tǒng)級測試方法存在的不足。參照飛思卡爾現(xiàn)有的芯片上電ESD測試方法并對其進行了改善,提出了一種改進的微處理器測試方法。本文從ESD測試環(huán)境、測試PCB板級設(shè)計、測試板電路設(shè)計、測試具體流程以及測試軟件等方面來展開介紹。第二部分內(nèi)容主要介紹了改進型的ESD測試方法。由于飛思卡爾現(xiàn)有的微處理器ESD上電測試方法需要重復的焊接和撥放芯片,這是一個重復且耗費時間的過程,因此對原有的測試方法進行了改進。通過大量重復的實驗以及對實驗數(shù)據(jù)的處理驗證了方法的可行性。第三部分內(nèi)容對微處理器ESD保護電路展開了研究。根據(jù)ESD脈沖的特性以及測試結(jié)果,對IO電路進行了優(yōu)化,并通過仿真分析及后續(xù)的測試對優(yōu)化后的保護電路進行了驗證。
【圖文】：

感度問題愈發(fā)突出，解決 IC 的 EMC 敏感度問題迫在眉睫[4-5]。1995 2000 2005 2010 20150.1V1V10V供電電壓年0.25 m0.18 m 0.13 m90nm65nm45nm32nm外部電壓內(nèi)部電壓噪聲邊界14 nm22 nm圖 1.1 集成電路工藝的發(fā)展對電磁噪聲的要求最關(guān)心的部分

圖 1.3 汽車內(nèi)部電子設(shè)備分布圖1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀電磁兼容方面的問題在國外早在 60 多年前就已經(jīng)受到大家的關(guān)注，同時也取得了一些階段性的成果，而在國內(nèi)，電磁兼容方面的研究起步比較晚，大約只有二三十年。目前還只是處于起步階段，因此各方面還不夠成熟。電磁兼容(EMC)主要包含兩個方面：EMI(電磁干擾)、EMS(電磁抗擾)兩方面。其中EMI包括CE(傳導干擾)，RE(輻射干擾)，PT(干擾功率測試)等等；EMS 包括：ESD(靜電放電)，RS(輻射耐受)，EFT/B(快速脈沖耐受)，surge(雷擊)，CS(傳導耐受)等等。電磁兼容作為一門新興的學科，在國內(nèi)無論是在測試設(shè)備、測試技術(shù)、測試標準，還是該領(lǐng)域的人才都還比較缺乏，，相比較國外也都比較落后。眾所周知，電磁兼容性的問題一般都是通過測量來解決的，而測量的進行則非常依賴于電子設(shè)備，電子設(shè)備越精密越先進則測試的結(jié)果越準確。改革開放初期，由于國內(nèi)與國際各方面的交流越來越多，國外先進的電子設(shè)備也大量涌入中國，這無疑對國
【學位授予單位】：湘潭大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN407

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本文編號：2552450