本文關鍵詞：多路靜電保護TVS陣列的低電容高浪涌研究及仿真設計

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【摘要】：瞬態(tài)電壓抑制二極管(Transient Voltage Suppressor),簡稱TVS,是一種高效能的靜電浪涌保護器件,在電路中起到重要的保護作用。隨著手持設備的不斷應用,靜電保護器件得到廣泛應用,特別是高速數(shù)據(jù)傳輸接口的發(fā)展,要求器件的電容值需要進一步降低。本文對TVS器件的國內外發(fā)展情況進行了介紹,特別針對SRV05-4器件進行了參數(shù)分析和工藝實現(xiàn)。本文介紹了軟件仿真目前在集成電路中的發(fā)展狀況。通過對常規(guī)容值TVS的性能,影響TVS容值的關鍵參數(shù)進行的分析,研究了低電容TVS產品的原理、結構,其中TVS的源區(qū)面積,摻雜濃度,體電阻是影響TVS擊穿電壓以及電容、浪涌能力的關鍵點。通過串聯(lián)并聯(lián)低電容二極管的結構設計實現(xiàn)了TVS低電容的優(yōu)化。由于流片工藝復雜,本文對軟件仿真在集成電路中的應用進行研究和介紹。借助軟件仿真手段,通過版圖設計軟件對器件版圖進行仿真以及驗證;通過工藝和器件仿真軟件對器件結構進行了工藝模擬,并得出了器件仿真結構圖。通過軟件網(wǎng)格的劃分調整得到較真實PN結數(shù)據(jù),為提高器件性能進一步用軟件仿真對器件的電場、電流密度、電勢分布等進行觀測和分析,對器件性能優(yōu)化提出了改進方案。最終完成了集成LCTVS器件的工藝實現(xiàn)。通過封裝工藝,將獨立TVS與集成LCTVS組合進行雙芯片封裝,最終實現(xiàn)了TVS浪涌能力的改進。最終實現(xiàn)一款5V,1.8PF,17A,8kv靜電保護器件,其參數(shù)性能可以滿足高速傳輸接口靜電保護需要,并可以和國外同類進行替代。本文通過對靜電保護器件的失效分析,原理分析,軟件仿真,工藝驗證,芯片制造,封裝實現(xiàn)等過程,實現(xiàn)了對靜電保護TVS器件電容的降低和浪涌能力的優(yōu)化。具有較高的實用性。
【關鍵詞】：靜電等級 浪涌電流 電容值 靜電失效機理 軟件仿真
【學位授予單位】：北京工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN402
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 課題背景8-9
• 1.2 器件研究的國內外發(fā)展狀況9-12
• 1.2.1 靜電浪涌保護器件國內外發(fā)展狀況9-11
• 1.2.2 軟件仿真國內外發(fā)展狀況11-12
• 1.3 論文的主要工作和內容安排12-13
• 1.4 本章小結13-14
• 第2章 TVS保護器件的工作原理及失效機理14-26
• 2.1 靜電及浪涌防護的標準及測試方法14-18
• 2.1.1 靜電放電模型14-15
• 2.1.2 IEC61000標準15-16
• 2.1.3 靜電及浪涌測試方法16-18
• 2.2 TVS器件的工作原理18-20
• 2.2.1 TVS工作原理18-19
• 2.2.2 雪崩擊穿19-20
• 2.3 靜電及浪涌的失效機理20-24
• 2.3.1 靜電及浪涌的失效模式21
• 2.3.2 靜電及浪涌的失效機理21-24
• 2.4 本章小結24-26
• 第3章 低電容TVS器件結構的軟件仿真26-46
• 3.1 軟件仿真在集成電路中的應用26-29
• 3.1.1 常用仿真軟件26-27
• 3.1.2 版圖設計軟件27-28
• 3.1.3 工藝和器件仿真軟件28-29
• 3.2 降低TVS電容的設計方案29-36
• 3.2.1 常規(guī)電容TVS器件29
• 3.2.2 并聯(lián)串聯(lián)二極管方式降低TVS電容29-32
• 3.2.3 單芯片實現(xiàn)多路低電容TVS32-36
• 3.3 低電容TVS版圖設計與驗證36-41
• 3.3.1 版圖仿真設計36-38
• 3.3.2 版圖DRC驗證38-41
• 3.4 低電容TVS結構仿真41-45
• 3.5 本章小結45-46
• 第4章 低電容TVS器件性能的軟件仿真與改進46-58
• 4.1 低電容TVS器件的性能仿真46-51
• 4.2 低電容TVS器件仿真結果改進51-52
• 4.3 低電容TVS的實現(xiàn)52-56
• 4.3.1 低電容TVS的工藝實現(xiàn)52-53
• 4.3.2 低電容TVS的參數(shù)驗證53-56
• 4.4 本章小結56-58
• 第5章 低電容TVS器件的抗浪涌能力優(yōu)化58-66
• 5.1 雙芯片封裝結構58-60
• 5.2 雙芯片TVS器件的參數(shù)驗證60-64
• 5.3 本章小結64-66
• 結論66-68
• 參考文獻68-72
• 附錄72-76
• 致謝76

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本文編號：719106