由版图引起的CMOS+ESD保护电路失效的分析
万方数据
陶删磊等：由版图引起的ｃＭ０ｓＥｓＤ保护电路失效的分析
又可能出现在寄生回路部位）。本文通过两种ＥｓＤ
保护电路中的典型失效实例，研究了它们产生ＥｓＤ
失效的机理，并提出了改进ＥｓＤ保护电路设计的
方法。
ＥｓＤ保护结构因外部原因或本身的结构缺陷产
生击穿时，首先是漏区的ｐｎ结发生反向击穿，通
过寄生的横向晶体管泄放电流。此时，若电流不再
增大，则只造成漏区的反向击穿，使击穿电压下
降，漏电流加大，在击穿位置会产生红外发光点。
如果电流继续增加，就会发生二次击穿，结果就会
出现闩锁效应。此外，ＥｓＤ保护结构发生介质层击
穿时也会产生微弱的红外发光。利用ＥｓＤ保护结
构在击穿失效时的“显微红外发光”现象【４Ｊ，并结
合显微红外发光显微镜ＥＭＭＩ和０ＢＩＲｃＨ的使
用瞪Ｊ，本文快速准确地对由ＥｓＤ应力导致的失效
点进行定位，并借助于使用ｓＥＭ等结构、形貌分
析手段，为进一步的电路级的分析提供基础。
２ＥＳＤ保护电路的失效分析
２１保护电路电流泄放能力不足
在人体放电模式（ＨＢＭ）下对一个采用０．６“ｍ
工艺制程的功率ｃＭｏｓＩｃ器件进行Ｌ／Ｏ．ＧＮＤ（＋）
测试时，按照文献［６］中的标准，每个引脚各测３
次，测试结果见表１。从表ｌ中发现２＋引脚抗ＥｓＤ
电压仅为５００ｖ（取３次测试中的最小值）。
图１失效的ＥＳＤ保护电路的ＰＥＭ照片表１ＨＢＭ下的ＥＳＤ电压测试结果
结合版图分析，发现发光部位是一个充当ＥｓＤ
保护电路的ＧＧＮＭ０ｓ的漏区，直接用光学显微镜
观察发光部位，未能看到明显的损伤。在进行表面
铝布线的全剥离之后，再对发光部位进行ｓＥＭ观
察ｆ网２１．枯珊漏匮的砗一绨瓠仆熔融．百Ｔ毗看
厶ｒ分析发现在该引脚处存在很大的漏电流。
将器件开封后用显微红外发光显微镜ＥＭＭＩ和
０ＢＩＲｃＨ进行观察。如图１所示，发现在ＯＢＩＲｃＨ
照片上有明显的电阻异常现象，在ＥＭＭＩ的照片上
存在明显的红外发光点ａ图２蒲区部位的ｓＥＭ照片
１００４半导体技术第３２卷茅１１期２００７年１１月 万方数据
陶割磊等：由版图引起的ｃＭ０ｓＥｓＤ保护电路失效的分析
到有明显的损伤，这就是导致器件未能通过ＥｓＤ测试的原因。
该功率器件的２。引脚是使用３个并联的二极管作为初级ＥｓＤ保护电路，一个ＧＧＮＭ０ｓ作为次级ＥｓＤ保护电路（图３）。当电流逐渐增大时，使得ＧＧＮＭＯｓ反偏的漏区／衬底ｐｎ结发生雪崩击穿，衬底电位升高至寄生的横向ｎｐｎ管的开启电压（Ｋ。），此时的ＧＧＮＭ０ｓ已进入负微分电阻区，此时由ＥｓＤ应力产生的大电流在二极管和ＧＧＮＭＯｓ之间平均分配，能很好地起到ＥｓＤ保护作用。但若电流继续上升导致ＧＧＮＭ０ｓ出现了负阻效应（ｓｍｐｂａｃｋｅ舱ｃｔ），使得流过它的电流瞬间增大，此时的总电流将不再是均匀分配的状况，并联的二极管就起不到泄放电流的作用，而是绝大部分电流都集中到了ＧＧＮＭｏｓ中。如果这个ＧＧＮＭＯｓ漏区面积设计得太小，就会导致由于过热使得漏区的硅发生熔融而失效。因而适当增大ＧＧＮＭｏｓ特别是其漏区的面积就能有效地提高此类保护电路的抗ＥｓＤ能力。
图３某功率ＩｃＥｓＤ保护电路示意图
２２寄生效应
在标准的机器放电模式（ＭＭ）下，对一个采用ｌ坤Ｉ工艺制程的功率Ｉｃ器件进行Ｌ，ｏ一‰Ｄ（一）的ＥｓＤ测试时，也按照文献［６］中的标准，每个引脚各测３次，测试结果见表２。从表２中发现１ｌ’引脚在１００ｖ就出现ｒ。Ｄ．ＧＮＤ的漏电（取３次测试中的最小值）。
表２ＭＭ下的ＥＳＤ电压测试结果
续表
随后将该器件开封，用红外显微发光显微镜ＥＭＭＩ和ＯＢＩＲｃＨ进行观察。如图４所示，在ＯＢｍｃＨ照片上有明显的电阻异常现象。在ＥＭＭＩ上可以发现该器件存在明显的红外发光点，说明在该位置存在过电流或者过电压所导致的失效。
图４失效的ＥｓＤ保护电路的ＰＥＭ照片
进一步采用ｓＥＭ对于上述发光部位进行观察。发现该区域的铝金属互连层发生了熔融，如图５所示。对该器件的剖面结构进行进一步分析后可以发现，在损伤失效处附近的ｎ阱、ｐ衬底和ｎ阱之间寄生了两个ｎｐｎ结构，反映在线路图上就是ｙＤＤ、ＧＮＤ和Ｌ／Ｏ间寄生了两个ｎｐｎ双极型晶体管结构。
ＰＤＤ，ＧＮＤ和Ｉ／Ｏ分别与该寄生ｎｐｎ双极型晶体管
万方数据
陶割磊等：由版目引起的ｃＭ０ｓＥｓＤ保护电路走效的分析
的集电极、基极和发射极相连（见图６）。
图５铝金属布线处的ｓＥＭ照片
损伤处
图６寄生Ｔｌｐｎ管示意图（损伤失教产生在
寄生ｎｐｎ管的集电区（ｎ阱）附近）
在进行Ｉ／ｏ－ｙＤＤ（－）的ＥｓＤ测试时，正常的ＥｓＤ泄放通道是ｙＤＤ斗ＥｓＤ结构一现－’Ｉ／Ｏ。此时Ｄ３处于正偏导通状态，正偏的Ｄ，的正极连接寄生ｎＰｎ管的基极，负极连接寄生ｎｐｎ管的发射极，正好使得寄生ｎｐｎ管１和寄生“ｐｎ管２的发射结正偏，从而使得两个寄生ｎｐｎ管导通，从而形成了％Ｄ聿寄生叩ｎ管１斗Ｌ／０以及ｙ呻斗寄生“ｐｎ管２一Ｒ。一ｖ０两个ＥＳＤ电流的泄放通道。相比之下，由于ｙＤＤ一寄生ｎＰｎ管２斗Ｒｌ—Ｉ／Ｏ通道中有电阻Ｒｌ（２ｋｎ）的存在起到了限流的作用，使得这个通道中的电流较小，而泄放电流主要集中到了％。一寄生ｎｐｎ管１一Ｉ／ｏ通道中，如果寄生ｎｐｎ管１的电流放大系数口＞１，这个泄放电流怍为基极电流就会在ｎｐｎ管ｌ中产生放大了的集电极电流，使得与寄生ｎｐｎ管１的集电区（剖面图中的ｎ阱）相连的Ａｌ金属布线由于不能承受这样大电流的作用而发生熔融。
通过上述分析，可以判定两个寄生ｎｐｎ管意外地成为了ＥｓＤ泄放通道是导致器件产生Ａｌ金属布
１００６半导体技术第３２卷第１１期线熔融失效的根本原因，解决这个问题的办法就是不让寄生ｎｐｎ管导通起到泄放电流的作用。这可以通过在版图设计时增加相邻ｎ阱问的距离使寄生ｎｐｎ管的电流放大系数口＜１来实现；或者是直接去除充当寄生ｎｐｎ管集电极的ｎ阱与ｙＤＤ之间的金属互连，使得寄生ｎｐｎ的集电极（ｎ阱）悬空来实现。在去除ｎ阱与ｙ。。之间的金属线后的测试结果显示，在人体放电模式（ＨＢＭ）下，ＥｓＤ耐压从１５００ｖ显著地上升到了２５００ｖ。
３结束语
本文通过两种ＥｓＤ保护电路中的典型失效实例，研究了它们产生ＥｓＤ失效的机理，泄放电流能力不足或和意外出现的寄生回路是导致上述ＥｓＤ保护电路失效的主要原因。为了防止这两种类型的失效出现，必须在版图设计的时候，为ＥｓＤ保护电路中的关键器件留有足够的面积，同时还要充分考虑刭ｃＭＯｓＩｃ结构中存在豹寄生效应会对ＥｓＤ保护电路产生不利的影响。
参考文献：
［１］马巍，郝跃ＬＤｍｃＭ０ｓ中ＥｓＤ及其相关机理［Ｊ］．半导体学报，２００３，２４（”：８９２—８９６．
［２］ｗＡＮＧＡｚ，皿ＮＧＨｃ，ｃ０ＮＧＫ，ｅｔａ１．０ｎ．ｃｈｉＤＥｓＤＰＩ岫ｄ蚰ｄｅ硝部｛ｂｒｉｍｅｇ哪ｅｄｃｌ芏￡ｕ缸：ａｎｏｖｅＨｋｗｆｏｒＩｃｄｅ嘞ｅ堪［Ｊ］．Ｍｉ刊ｅｃ咖Ｉｌｉ∞ＪｍⅡ“，２∞ｌ，丑（９）：７３３－７４７．
［３］王颖．ＭＯＳ集成电路ＥｓＤ保护技术研究［Ｊ］．微电子技术．２００２，３０（１）：２５—２８，
［４］脒兆轶，方培源，王家楫．ｃＭ０ｓ器件及其结构缺陷的显微红外发光现象研究［Ｊ］．固体电子学研究与进展，２００６．２６（４）：４６０—４６５．
［５］ｃＨＩＭｗＫ．ｓｅｍｊ∞ｎｄⅡｅ￡盯ｄｅｖ砣ｅ蜘ｄ盘ｄⅡ工ｅａｎ出薪ｓｕ薪畦Ｐｈｍ阻锄ｉ８Ｂｂｎｌｌｌｉｃｍ晷ｃｏｐｙ［Ｍ］．Ｊｏｈｎｗｉｂ＆ｓｏｎｓｈ，２０００．［６］ＭＩＬ啪一８８３ｃｍｅｄｌｏｄ３０１５．７，ｍｎｉｔａ珂目ｔａｎｄａｒｄｔｅｎｍｅ山ｏｄ８鲫ｄｐｍｃｅｄｕｒｅ８ｆｏｒｍｉｃｒ∞ｌｅｅｔｒｏｎｉ衄［ｓ］．Ｄｅｐｔ“Ｄｅｆ瞰辩，ＷａｓｈｉＩＩｇｔｏｎ，ＵｓＡ，１９８９．
（收稿日期：２００７．０５．３１）作者简介：
离剖磊（１９８２一），男，上海．九，硕士．主要研究方向为ＥｓＤ保护电路设计盈其失效机理的研究：
方培源（１９５０一）男，上海人，工程师。主要研究方向为显微发光分析以厦二次离子质谱技术的应用研究；
王森楫（１９４５一）男，上海人，教授，主要研究方向为微电子芯片和封装的材料、工艺及其可靠性研究。
２００７年１１月 万方数据
由版图引起的CMOS ESD保护电路失效的分析
作者：陶剑磊， 方培源， 王家楫， TAO Jian-lei， FANG Pei-yuan， WANG Jia-ji
作者单位：复旦大学,国家微分析中心,上海,200433
刊名：
半导体技术
英文刊名：SEMICONDUCTOR TECHNOLOGY
年，卷(期)：2007,32(11)
被引用次数：1次
参考文献(6条)
https://www.sodocs.net/doc/1f3892027.html,-STD 883C.method 3015.7,military standard test methods and procedures for microelectronics 1989
2.CHIM W K Semiconductor device and failure analysis using photon emission microscopy 2000
3.陈兆轶;方培源;王家楫CMOS器件及其结构缺陷的显微红外发光现象研究[期刊论文]-固体电子学研究与进展2006(04)
4.王颖MOS集成电路ESD保护技术研究[期刊论文]-微电子技术 2002(01)
5.WANG A Z;FENG H G;GONG K On-chip ESD protection design for integrated circuits:an overview for IC designers[外文期刊] 2001(09)
6.马巍;郝跃LDD-CMOS中ESD及其相关机理[期刊论文]-半导体学报 2003(08)
引证文献(1条)
1.易峰.万颖E2PROM工艺的ESD保护电路失效分析[期刊论文]-电子与封装 2008(12)
本文链接：https://www.sodocs.net/doc/1f3892027.html,/Periodical_bdtjs200711022.aspx
常见家庭电路故障分析
下面是小王和小明在“练习使用测电笔”的实验探究中所做的记录，已知测电笔正常，二人的操作无错误，请你和他们一起分析： （1）实验所用的三个插座中，正常的是：______． （2）（2）从其余几只异常插座中任选一只，分析其故障或装配错误的可能原因：______ 答案（1）A插座左右两孔都不发光，说明没有电流通过，不能正常工作．B插座左孔接的是零线不发光，右孔接的是火线，氖管发光，能正常工作．C插座左孔发光，右孔不发光，说明插座被短路，不能工作． （2）当用测电笔接触C插座左孔零线时应不发光，但实际上发光，接触右孔火线时应发光，但实际上不发光．说明右孔被短路，电流直接由火线流向左孔零线． 故答案：（1）B；（2）C插座被短路． 家庭电路的故障分析 家庭电路故障有四种： (开路)、短路、过载和漏电。 1.
故障可以用测电笔查出。 2. 很大，保险丝自动熔断。若保险丝不合适，导线会因发热，温度迅速升高，而引发火灾。 用检验灯查短路位置，把检验灯接在火线的保险丝的位置，即串联在接线柱上，然后逐个接通每一盏灯的线路，如果检验灯较暗或不亮，则可判定这部分电路未发生短路，如果检校灯正常发光，则可断定此电路短路。 3. 流大于导线规定的安全 电流值。出现这种情况更轻者导致用电器实际功率下降，重者导电会因过热而引发火灾。 4. 电会造成用电器实际功率下降，也能造成人体触电，使用漏电保护器能预防漏电的发生。 如何判断家庭电路故障： 家庭电路故障主要是由于断路、短路、总功率过大等引起的。若是短路或用电器总功率过大，保险丝会熔断，若是进户火线断了，试电笔不会发光。当然还有其他原因、做题时需要用心判断。 例1夜里，小明家的三盏电灯均正常发光，突然三盏电灯全部熄灭，经检验保险丝完好，用试电笔检验插座的两孔，氖管均发光。发生这一现象的原因可能是( )
中考电路故障分析专题
中考电路故障分析专题 1．如下左图所示电路中，电源电压保持不变，闭合电键后S后，电路正常工作，过了一会儿，电流表的示数变大，且电压表与电流表的比值不变，则下列判断中正确的是（） A．电阻R断路，灯L变暗B、电阻R短路，灯L变亮 C．灯L断路，电压表的示数变小D、灯L短路，电压表的示数变大 2．如下中图所示的电路中，电流电压保持不变，闭合电键S，电路正常工作，过了一会儿，一个电表的示数变大，另一个电表的示数变小，则下列判断中正确的是（） A．电阻R一定断路B、电阻R一定短路 C．灯L的亮度可能不变D、灯L可能变亮 3．如上右图所示电路中，电源电压不变，闭合电键S，电路正常工作一段时间后，发现两个电压表的示数相等，则（） A．灯L一定熄灭B、灯L可能变亮C、电阻R一定断路D、电阻R可能短路 4．如下左图所示的电路中，当电键S闭合时，发现电压表的示数为0，则下列故障中不可能是（）A．L1灯丝断了B、L2灯丝断了C、灯L1短路D、电压表接线断开 5．如下中图所示电路中，电源电压为6伏。当电键S闭合时，只有一只灯泡发光，且电压表V的示数为6伏，产生这一现象的原因可能是（） A．灯L1短路B、灯L2短路C、灯L1断路D、灯L2断路 6．如下右图所示电路中，电源电压不变，闭合电键S后，灯L1、L2都发光。一段时间后，其中一灯突然熄灭，而电流表、电压表的示数都不变，则产生这一现象的原因可能是（） A．灯L1短路B、灯L2短路C、灯L1断路D、灯L2断路 7．如下左图所示电路中，电源电压不变，闭合电键S，电路正常工作，一段时间后，发现其中一个电压表示数变大，则（） A．灯L可能变亮B、灯L亮度可能不变 C．电阻R可能断路D、电阻R可能短路 8．如下中图所示的电路中，电源电压不变，闭合电键S，电压表、电流表均有示数。将滑动变阻器的滑片P向左移动时，一会儿发现电压表和电流表示数的比值变小，则下列判断中正确的是（）A．电阻R1短路，电压表的示数变小B、电阻R1断路，电流表的示数变大 C．滑动变阻器短路，电压表的示数变小D、滑动变阻器断路，电流表的示数变小
电路故障分析专题(八年级)
电路故障分析专题 1. 电路故障是指电路连接完成通电时，整个电路或部分电路不能正常工作。 △产生电路 故障的主要原因 有：①元件本身存在问题，如元件内部开路、短路; ② 电路导线接触不良或断开等； ③ 连接时选用的器材不当(如 R1>>R2); ④ 连接错误。 2. 电灯故障分析方法 先分析电路连接方式，再根据题给条件确定故障是断路还是短路： (1) 两灯串联时，如果只有一个灯不亮，则此灯一定是短路了； 如果两灯都不亮，则电路一定是断路了 ； (2) 两灯并联，如果只有一灯不亮，则一定是这条支路断路； 如果两灯都不亮，则一定是干路断路； ※在并联电路中，故障不能是短路，因为如果短路，则电源会烧坏。 3. 电表示数变化故障分析方法 (1) 首先正确分析电路中电压表，电流表的测量对象，根据电表示数变化情况并 结合串并联电路的特点分析 电路故障原因。 (2) 电压表串联接入电路中时，该部分电路断路，但电压表有示数。此时与电压 表串联的用电器视为导线。 串联电路：①电压表示数变大，一是所测用电器断路，电压表串联在电路中， 二是另一个用电器短路； ② 电压表示数变小(或为 0), 一种情况是所测电阻短路， 另一种情况是另一个用电器断路； ③ 电流表示数变大，一定有一个用电器短路； ④ 电流表示数变小(或为 0), 一是电压表串联在电路中， 二是电路断路。 并联电路：①电压表示数变为 0, ② 支路电流表示数变为 ③ 干路电流表示数变为 习题 段时间后灯 L 熄灭。若电路中只有一处故障，且只发生在灯 L 或 R 上。现用一只规格相同且完好的灯 L'替换灯L,正确的判断是( ) A. 若灯L'亮，则灯L 一定断路 B.若灯L'亮，则灯L 一定短路 C.若灯L'不亮，则电阻 R 一定断路 D.若灯L 不亮，则电阻 R 一定短路 2. 在图示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键 S,电路正 常工作。经过一 段时间，电流表突然无示数。若电路中只有一处故障，且只发生在电阻 R 1或 R 2上。 (1)该电路中存在的故障可能是 ; -定是干路断路路； 0, 一定是该支路断路; 0, 一定是干路断路。 1 .如图所示，闭合电键 S,灯L 亮,
(完整版)√MOS器件及其集成电路的可靠性与失效分析
MOS 器件及其集成电路的可靠性与失效分析（提要） 作者：Xie M. X. (UESTC ，成都市) 影响MOS 器件及其集成电路可靠性的因素很多，有设计方面的，如材料、器件和工艺等的选取；有工艺方面的，如物理、化学等工艺的不稳定性；也有使用方面的，如电、热、机械等的应力和水汽等的侵入等。 从器件和工艺方面来考虑，影响MOS 集成电路可靠性的主要因素有三个：一是栅极氧化层性能退化；二是热电子效应；三是电极布线的退化。 由于器件和电路存在有一定失效的可能性，所以为了保证器件和电路能够正常工作一定的年限（例如，对于集成电路一般要求在10年以上），在出厂前就需要进行所谓可靠性评估，即事先预测出器件或者IC 的寿命或者失效率。 （1）可靠性评估： 对于各种元器件进行可靠性评估，实际上也就是根据检测到的元器件失效的数据来估算出元器件的有效使用寿命——能够正常工作的平均时间（MTTF ，mean time to failure ）的一种处理过程。 因为对于元器件通过可靠性试验而获得的失效数据，往往遵从某种规律的分布，因此根据这些数据，由一定的分布规律出发，即可估算出MTTF 和失效率。 比较符合实际情况、使用最广泛的分布规律有两种，即对数正态分布和Weibull 分布。 ①对数正态分布： 若一个随机变量x 的对数服从正态分布，则该随机变量x 就服从对数正态分布；对数正态分布的概率密度函数为 222/)(ln 21)(σμπσ--?=x e x x f 该分布函数的形式如图1所示。 对数正态分布是对数为正态分布的任 意随机变量的概率分布；如果x 是正态分布 的随机变量，则exp(x)为对数分布；同样， 如果y 是对数正态分布，则log(y)为正态分 布。 ②Weibull 分布： 由于Weibull 分布是根据最弱环节模型 或串联模型得到的，能充分反映材料缺陷和 应力集中源对材料疲劳寿命的影响，而且具 有递增的失效率，所以，将它作为材料或零件的寿命分布模型或给定寿命下的疲劳强 度模型是合适的；而且尤其适用于机电类产品的磨损累计失效的分布形式。由于它可以根据失效概率密度来容易地推断出其分布参数，故被广泛地应用于各种寿命试验的数据处理。与对数正态分布相比，Weibull 分布具有更大的适用性。 Weibull 分布的失效概率密度函数为 m t m t m e t m t f )/()(ηη--?= 图1 对数正态分布
集成电路版图设计报告
北京工业大学集成电路板图设计报告 姓名：张靖维 学号：12023224 2015年 6 月 1日
目录 目录 (1) 1 绪论 (2) 1.1 介绍 (2) 1.1.1 集成电路的发展现状 (2) 1.1.2 集成电路设计流程及数字集成电路设计流程 (2) 1.1.3 CAD发展现状 (3) 2 电路设计 (4) 2.1 运算放大器电路 (4) 2.1.1 工作原理 (4) 2.1.2 电路设计 (4) 2.2 D触发器电路 (12) 2.2.1 反相器 (12) 2.2.2 传输门 (12) 2.2.3 与非门 (13) 2.2.4 D触发器 (14) 3 版图设计 (15) 3.1 运算放大器 (15) 3.1.1 运算放大器版图设计 (15) 3.2 D触发器 (16) 3.2.1 反相器 (16) 3.2.2 传输门 (17) 3.2.3 与非门 (17) 3.2.4 D触发器 (18) 4 总结与体会 (19)
1 绪论 随着晶体管的出现，集成电路随之产生，并极大地降低了电路的尺寸和成本。而由于追求集成度的提高，渐渐设计者不得不利用CAD工具设计集成电路的版图，这样大大提高了工作效率。在此单元中，我将介绍集成电路及CAD发展现状，本次课设所用EDA工具的简介以及集成电路设计流程等相关内容。 1.1介绍 1.1.1集成电路的发展现状 2014年，在国家一系列政策密集出台的环境下，在国内市场强劲需求的推动下，我国集成电路产业整体保持平稳较快增长，开始迎来发展的加速期。随着产业投入加大、技术突破与规模积累，在可以预见的未来，集成电路产业将成为支撑自主可控信息产业的核心力量，成为推动两化深度融合的重要基础。、 1.1.2集成电路设计流程及数字集成电路设计流程 集成电路设计的流程一般先要进行软硬件划分，将设计基本分为两部分：芯片硬件设计和软件协同设计。芯片硬件设计包括：功能设计阶段，设计描述和行为级验证，逻辑综合，门级验证（Gate-Level Netlist Verification），布局和布线。模拟集成电路设计的一般过程：电路设计，依据电路功能完成电路的设计；.前仿真，电路功能的仿真，包括功耗，电流，电压，温度，压摆幅，输入输出特性等参数的仿真；版图设计（Layout），依据所设计的电路画版图；后仿真，对所画的版图进行仿真，并与前仿真比较，若达不到要求需修改或重新设
(完整版)电路故障分析专题.docx
电路故障的分析与检测 学校班级姓名 确定电路故障，包含：1、确定故障的。2、确定故障的。 一、电路故障的类型： 1、电路连接错误或元件损坏 1）（用电器烧坏、灯丝断了、接线柱生锈或接触不良等） 2）(包括电源、用电器或电表短路) 2、电源、仪表使用错误或损坏 二、电路故障的分析： 如右图所示，当电路处于下列情形时，分别闭合开关S，将两灯的发 光情况、电流表及电压表的示数有、无填入下表。 电路状态灯 L 1灯L2电流表电压表 （亮或不亮）（亮或不亮）（有或无示数）（有或无示数）（1）正常工作时 （2）灯 L1短路 （3）灯 L2短路 （4）灯 L1断路 （5）灯 L2断路 小结： 1、L 1或 L 2短路时： 两灯（A 、都亮 B 、都不亮C、一盏灯亮一盏不亮） 电流表（ A 、都有示数B、都无示数C、有无示数与短路位置有关） 电压表（ A 、都有示数B、都无示数C、有无示数与短路位置有关） 2、 L 1或 L 2开路时： 两灯（ A、都亮B、都不亮C、一盏灯亮一灯不亮）； 电流表（ A、都有示数B、都无示数C、有无示数与开路位置有关） 电压表（ A、都有示数B、都无示数C、有无示数与开路位置有关） 3、电压表有示数时，可能是接点内，或接点外； 电压表无示数时，可能是接点内，或接点外。 （假设电路中存在故障，填“开路”或“短路”） 在不拆开原电路情况下，请你设计实验方案并用所给的器材检测该故障 位置。 选用器材检测电路图现象及结论
【中考链接】 例 1、如图所示，闭合开关 S 时，电灯 L 1、 L 2都不亮。用一段导线的两端接触 a、b 两点时，两灯都不亮；接触 b、c 两点时，两灯也不亮；接触 c、d 两点时，两灯都亮。对此，下列判断 中正确的是（） A ．灯 L1开路 B．灯 L2开路 C．开关 S 开路 D．灯 L2短路 题后反思： 例 2、在下图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，电路正常工作。经过一段时间， 电流表突然无示数。若电路中只有一处故障，且只发生在电阻R1或 R2上。 （1）该电路中存在的故障可能是； （2）为进一步确定故障，小强同学用一只完好的灯L 替换电路中 的电阻 R1，闭合开关 S，观察灯的亮暗情况。 若灯 L 亮，说明故障是； 若灯 L 不亮，说明故障是。 题后反思： 变式 1：（2005 年金华 24）如图所示的电路中，电源电压恒为24 伏特，电阻R 1 ＝R2＝ 120 欧姆，两只电流表的量程均为0— 0.6 安培。当闭合开关时，两只电 流表的示数均为0.2 安培。若故障由这两个电阻中的其中一个引起，则出现的 故障是（） A.R2短路 B.R 2断路 C.R 1短路 D.R 1断路 变式 2：（08 年 34）某校同学为了探究金属热电阻的阻值与温度的关系，他们选择了蓄电池、两只电流表A1和A2（大量程均为0～ 0．6A) 、滑动变阻器R1、定值电阻R0 =30 欧、控温装置、开关等器材，设计了图甲所示的电 路并进行了有关实验，所得数据见下表： t ／℃010******** R2／欧3040506090140 (1)根据图甲的电路图进行实物线路连接 ( 控温装置未画出 ) ，现在还有一条导线没有连接，在答题纸的图丙中，请你 用钢笔或签字笔画线代替导线把它连上。 (2)某次实验中电流表 A1的示数如图乙所示，则读数为安。 (3)分析表中数据，可以得出金属热电阻的阻值随温度的升高而(填“减小”或“增大”或“不变” )。 (4)实验过程中，在某一温度下，电流表A1的读数为 0.26 安，电流表 A2的读数为 0.18 安，此时金属热电阻的 阻值为欧。 (5) 若在实验过程中，由于某一个电阻发生故障造成电流表A1有示数、电流表A2无示数，则发生的故障可能有。
集成电路特点及可靠性分析
集成电路特点及可靠性分析 电子科学与应用物理学院
数字集成电路的出现, 促进了电子器件更广泛的应用于工业控制、医疗卫生、航天航空、国防军事等生产和生活的各个领域。同时，为了满足这些生产和生活各个领域发展的不断要求，设计和制造体积更小、信息处理能力更强的器件，成为未来信息技术发展的关键所在。 自1958年美国德克萨斯仪器公司(TI)发明集成电路（IC）后，随着硅平面技术的发展，二十世纪六十年代先后发明了双极型和MOS型两种重要的集成电路，它标志着由电子管和晶体管制造电子整机的时代发生了量和质的飞跃。 MOS是:金属-氧化物-半导体(Metal-Oxide-Semiconductor)结构的晶体管简称MOS晶体管，有P型MOS管和N型MOS管之分。由MOS管构成的集成电路称为MOS集成电路，而由PMOS管和NMOS管共同构成的互补型MOS集成电路即为CMOS-IC（Complementary MOS Integrated Circuit）。 目前数字集成电路按导电类型可分为双极型集成电路（主要为TTL）和单极型集成电路（CMOS、NMOS、PMOS等）。CMOS电路的单门静态功耗在毫微瓦（nw）数量级。 CMOS发展比TTL晚，但是以其较高的优越性在很多场合逐渐取代了TTL。 以下比较两者性能，大家就知道其原因了。 1.CMOS是场效应管构成，TTL为双极晶体管构成 2.CMOS的逻辑电平范围比较大（5～15V），TTL只能在5V下工作 3.CMOS的高低电平之间相差比较大、抗干扰性强，TTL则相差小，抗干扰能力差 4.CMOS功耗很小，TTL功耗较大（1～5mA/门） CMOS的主要特点就是功耗低。CMOS集成电路主要应用场效应管，场效应管的互补结构使它们工作时两个场效应管通常处于一个管静止另一个管导通的状态，有由于它们采用串联连接的方式，因此电路静态功耗从理论上看基本为零。实际上看，CMOS集成电路板的功耗并非真正为零，由于电路板的电流在传输过程中存在漏电流损耗，因此CMOS集成电路板中有少许静态功耗，据测试，单一电路的功耗值仅为17.8毫瓦，在1MHz的工作频率下，动态功耗也仅28毫瓦。CMOS的另一个特点是它的工作电压范围宽，对电压波动性的适应能力强，无需稳压器，供电电源的体积小，方便各种应用电路板的设备使用。目前国际上最常
模拟集成电路版图设计和绘制
电子科技大学 实验报告 学生姓名:连亚涛/王俊颖学号：2011031010032/0007指导教师：王向展实验地点：微固楼606实验时间：2014.6. 一、实验室名称：微电子技术实验室 二、实验项目名称：模拟集成电路版图设计和绘制 三、实验学时：4 四、实验原理 参照实验指导书。 五、实验目的 本实验是基于微电子技术应用背景和《集成电路原理》课程设置及其特点而设置，为IC设计性实验。其目的在于： 根据实验任务要求，综合运用课程所学知识自主完成相应的模拟集成电路版图设计， 掌握基本的IC版图布局布线技巧。 学习并掌握国际流行的EDA仿真软件Cadence的使用方法，并进行版图的的设计。 六、实验内容 1、UNIX操作系统常用命令的使用，Cadence EDA仿真环境的调用。 2、根据设计指标要求，自主完成版图设计，并掌握布局布线的基本技巧。 七、实验仪器设备 （1）工作站或微机终端一台
八、实验步骤 1、根据实验指导书熟悉UNIX操作系统常用命令的使用，掌握CadenceEDA 仿真环境的调用。 2、根据设计指标要求，设计出如下图所示的运算放大器电路版图，过程中应注意设计规则。 九、实验数据及结果分析： 1、通过本次实验掌握了UNIX操作系统常用命令的使用，Cadence EDA仿真环境的调用。达到了实验目的。 2、根据设计指标要求，设计出运算放大器模拟集成电路版图。 (备注：小组共同完成) 十、实验结论： 通过这次实验，学习并掌握国际流行的EDA仿真软件Cadence的使用方法，完成了运算放大器集成电路版图的设计，其难点是版图的布局布线和设计规则的理解。 十一、总结及心得体会： 2学会了cadence在linux下的使用，在回去安装Ubuntu的过程中发生了很多错误，有了一定的提高，让我了解到使用免费破解的专业软件的不易。其次，cadence使用过程中，有很多技巧值得认真学习，如左手键盘右手鼠标操作，以及先画基本的接触孔，再画mos管，再用已有的Mos管拼接出其他宽长比的方法。同时，学会了如何提高画图效率的“偷懒”的办法。 当然，还有很多的不足，比如有些地方容易忽略版图的规则没有全局考量，造成重复赶工。在一些技巧上，如画不规则多边形保护环的方法还是太笨，没有用聪明的方法（多次shift+c）。
电路故障分析专题练习
电路故障专题 连接电路时，将连好的电路通电闭合开关，难免有时会出现用电器不工作现象。我们把出现了用电器不工作的电路称之为故障电路。结合我们常见的电路故障，我们将故障分为两类，即：断路和短路。 一、电路故障判断 例题：某同学采用如图所示的电路做电学实验，闭合开关后，以下分析正确的是（设只出现一处电路故障）（ ） A ．R 1短路，电流表有示数，电压表无示数 B ．R 2短路，电流表有示数，电压表无示数 C ．R 1断路，电流表无示数，电压表有示数 D ．R 2断路，电流表有示数，电压表无示数 分析：（1）电流表有示数，说明电路是通路，没有断路；电流表没有示数，说明电路是断路．（2）电压表有示数，说明电压表所测量电路中，包含电源的部分电路短路或不包含电源部分断路；电压表无示数，说明电压表所测量电路中，包含电源的部分电路断路或不包含电源部分短路． 二、并联电路的故障 例题：如图1所示的电路中，电源电压不变，闭合开关S 后，灯L 1、L 2都发光。一段时间后，其中一灯突然熄灭，而电流表、电压表的示数都不变，则产生这一现象的原因是（ ） A ．灯L 1短路 B ．灯L 2短路 C ．灯L 1断路 D ．灯L 2断路 图1 图2 例题： 如图2电源电压保持不变，当开关S 闭合后，电路正常工作。一段时间后，其中一盏灯突然熄灭，两只电表中一只电表示数变小，另一只电表示数不变。出现这种现象的可能原因是（ ） A ．L 1断路 B ．L 2断路 C ．L 1短路 D ．L 2短路 总结：并联电路中一条支路的通断不会影响其它支路中的电流变化，但干路中的电流会随着支路的增加而增大，随支路的减少而减小；各支路两端的电压与电源电压相等。并联电路中一条支路短路整个电路就短路。 二、电路故障检测方法 1.导线（“电流表”或“小灯泡”）检测 例题： 如图所示，闭合开关S 时，灯泡L 1、L 2都不亮，用一根导线的两端接触a 、b 两点时两灯都不亮；接触b 、c 两点时，两灯都不亮；接触c 、d 两点时，两灯都亮。则（ ） A ．灯L 1断路 B ．灯L 2断路 C ．灯L 2短路 D ．开关S 断路 分析：闭合开关S 时，灯泡L 1、L 2都不亮，说明电路发生断路故障。用一根导线的两端接触a 、b 两点时两灯都不亮，说明断路故障发生在灯L 2和开关上；接触b 、c 两点时，两灯都不亮；说明断路故障发生在灯L 1和开关上；接触c 、d 两点时，两灯都亮，排除灯泡故障。 注意：电流表、小灯泡的检测法与导线相似，电流表检测时要防止造成电源短路。 2.电压表检测 例题：在电学实验中，遇到断路时，常用电压表来检测。某同学连接了如图所示的电路，闭合开关S 后，发现灯不亮，为检查电路故障，他用电压表进行测量，结果是Uae=3V ，Uab=0，Ubd=0,Ude=3V 。若电路故障只有一处，则此电路的故障可能是（ ） A ．开关S 接触不良 B ．小灯泡灯丝断了 C ．d 、e 间出现断路 D ．e 、f 间出现断路 分析：用电压表与元件并联排除故障，当电压表有示数时，说明电压表两端到电源的正负极之间是通的。Uae=3V ，说明a →f →e 之间正常，且电源电压就是3V ；Ude=3V ，说明d →c →b →a → f →e 之间通路，d →e 之间断路，灯泡可能短路也可能正常。因为题目中有电路故障只有一处，所以排除灯泡短路。 练一练： 1．如图所示电路，电源电压为6V ．闭合开关后，两个小灯泡均不发光，用电压表测得ac 与bd 两点间的电压均为6V ，则故障可能是 ( ) A ．L 1的灯丝断了 B ．L 2的灯丝断了 C ．R 的电阻丝断了 D ．开关接触不良 巩固提升 1．如图所示，闭合开关S 后，灯L 1和L 2都不亮，电压表有示数，则故障原因可能是（ ） A ．灯L 1短路 B ．灯L 1断路 C ．灯L 2短路 D ．灯L 2断路 2. 某同学采用如图所示的电路实验，闭合开关 S 后， 以下分析正确的是（设只出现一处电路故障）（ ） A ．R 1短路，电流表有示数，电压表无示数 B ．R 2短路，电流表有示数，电压表无示数 C ．R 1断路，电流表无示数，电压表有示数 D ．R 2断路，电流表有示数，电压表无示数 第1题图 第2题图 第3题图 3.如图所示的电路，闭合开关，两只灯泡都不发光，且电流表和电压表均没有示数．现仅将L 1和L 2两灯泡的位置对调，其它不变．再次闭合开关时，发现两只灯泡仍不发光，电流表指针仍然不动，但电压表的指针却有了明显的偏转．根据以上信息可以判断（ ） A ．电流表损坏了 B ．灯泡L 1的灯丝断了 C ．灯泡L 2的灯丝断了 D ．电源接线处松脱 4.如图所示的电路，闭合开关后，小灯泡不发光，电压表有示数，电流表的指针几乎不动．则电路中的故障可能是（ ） A ．小灯泡短路 B ．电流表断路 C ．小灯泡断路 D ．电压表短路 5.如图所示电路，当开关S 闭合后，L 1、L 2均能发光，电流表、电压表均有示数．过一会儿，灯都不发光，电流表、电压表的示数均为零，可能发生的故障是（ ） A ．L 1灯丝断了 B ．L 1短路 C ．L 2灯丝断了 D ．L 2短路 第4题图 第5题图 第6题图 第7题图 6.如图所示，当开关S 闭合时，发现电流表指针偏转，电压表指针不动．该电路的故障可能是（ ） A ．灯L 1的接线短路 B ．灯L 2的接线短路 C ．灯L 1的灯丝断了 D ．灯L 2的灯丝断了 7.某同学采用如图所示电路做电学实验时，出现一处电路故障，以下分析正确的是（ ） A ．若电流表无示数，电压表有示数，则R 1短路 B ．若电流表无示数，电压表无示数，则R 2断路 C ．若电流表有示数，电压表有示数，则R 1断路 D ．若电流表有示数，电压表无示数，则R 2短路 8.如图是一位同学研究串联电路电流、电压特点的电路图．当闭合开关S 时，灯L 1亮，灯L 2不亮，电流表A 和电压表V 均有示数，则故障的原因可能是（ ） A ．灯L 1短路 B ．灯L 2短路 C ．灯L 1断路 D ．灯L 2断路
芯片失效分析的意义
芯片失效分析的意义、主要步骤和内容 2011-8-7 19:13|发布者: https://www.sodocs.net/doc/1f3892027.html,|查看: 151|评论: 0 摘要: 通过芯片失效分析，可以帮助集成电路设计人员找到设计上的缺陷、工艺参数的不匹配或设计与操作中的不当等问题。 芯片失效分析的意义、主要步骤和内容 一般来说，集成电路在研制、生产和使用过程中失效不可避免，随着人们对产品质量和可靠性要求的不断提高，失效分析工作也显得越来越重要，通过芯片失效分析，可以帮助集成电路设计人员找到设计上的缺陷、工艺参数的不匹配或设计与操作中的不当等问题。 失效分析的意义主要表现 具体来说，失效分析的意义主要表现在以下几个方面： 失效分析是确定芯片失效机理的必要手段。 失效分析为有效的故障诊断提供了必要的信息。 失效分析为设计工程师不断改进或者修复芯片的设计，使之与设计规范更加吻合提供必要的反馈信息。 失效分析可以评估不同测试向量的有效性，为生产测试提供必要的补充，为验证测试流程优化提供必要的信息基础。 失效分析主要步骤和内容 芯片开封：去除IC封胶，同时保持芯片功能的完整无损，保持 die，bond pads，bond wires乃至lead-frame不受损伤，为下一步芯片失效分析实验做准备。
SEM 扫描电镜/EDX成分分析：包括材料结构分析/缺陷观察、元素组成常规微区分析、精确测量元器件尺寸等等。 探针测试：以微探针快捷方便地获取IC内部电信号。镭射切割：以微激光束切断线路或芯片上层特定区域。 EMMI侦测：EMMI微光显微镜是一种效率极高的失效分错析工具，提供高灵敏度非破坏性的故障定位方式，可侦测和定位非常微弱的发光（可见光及近红外光），由此捕捉各种元件缺陷或异常所产生的漏电流可见光。 OBIRCH应用（镭射光束诱发阻抗值变化测试）：OBIRCH常用于芯片内部高阻抗及低阻抗分析，线路漏电路径分析。利用OBIRCH方法，可以有效地对电路中缺陷定位，如线条中的空洞、通孔下的空洞。通孔底部高阻区等，也能有效的检测短路或漏电,是发光显微技术的有力补充。 LG液晶热点侦测：利用液晶感测到IC漏电处分子排列重组，在显微镜下呈现出不同于其它区域的斑状影像，找寻在实际分析中困扰设计人员的漏电区域（超过10mA之故障点）。 定点/非定点芯片研磨：移除植于液晶驱动芯片 Pad上的金凸块，保持Pad完好无损，以利后续分析或rebonding。 X-Ray 无损侦测：检测IC封装中的各种缺陷如层剥离、爆裂、空洞以及打线的完整性，PCB制程中可能存在的缺陷如对齐不良或桥接，开路、短路或不正常连接的缺陷，封装中的锡球完整性。 SAM (SAT)超声波探伤可对IC封装内部结构进行非破坏性检测, 有效检出因水气或热能所造成的各种破坏如：o晶元面脱层，o锡球、晶元或填胶中的裂缝，o 封装材料内部的气孔，o各种孔洞如晶元接合面、锡球、填胶等处的孔洞。
初中物理常见电路故障分析方法精讲
初中物理常见电路故障分析方法精讲 在电学中，用电器不工作、突然变亮变暗或变暗或者电表示数异常等，统称为电路故障。 如下图 L 1 L 2 L 1 L 2 L 1 L 2 断路，电路中没有电流 L1被短路（部分短路），电源被短路（整体 短路），L1、L2 电源会被烧坏 部分短路，被短路的用电器不工作，电路有电流 短路 电路故障整体短路，所有用电器均不工作，电路有电流且较大 断路（开路） 电路故障分析思路：1. 是什么？ 2.在哪里? 3.怎么分析？ 具体分析 （一）电路断路分析 1.电压表法：将电压表并接到接到可能发生开路的地方，用电压表把电路连通，电压表有示数，而且它的示数等于___________。但电路中的灯___，电流表 _______示数. 小结：无电流，是开路, 并接电压表，电压表有示数断 断开区域
路在接点内且接近电源电压 例1.如图电路中，电源电压为3伏。当开关K闭合时，两灯泡都不发光，且电压表V的示数为3伏。产生这一现象的原因可能是 ( ) (A)灯L1短路 (B)灯L2短路 (C)灯L1开路 (D)灯L2开路 解析：两灯不亮无电流，是开路 并接电压表，电压表最大示数 3V 断路在接点内，L1断路（开路） 举一反三：在电学实验中，遇到开路时，常用电压表来检测。某同学连接 了如图1所示的电路，闭合开关S后，发现灯不亮，为检查电路故障，他用电压 表进行测量，结果是， 则此电路的故障可能是（） A. 开关S接触不良 B. 小灯泡灯丝断了 C. d、e间出现断路 D. e、f间出现断路 2.导线法：把一根导线并接到可能发生开路的地方，电路被连通，可以观察到 _______有示数， _______发光。 小结：无电流，是开路并接导线，电流表有示数，灯亮断 路在接点内 例2.如图所示电路，闭合开关时，发现电流表指针几 乎没有偏转。某同学拿一根导线去查找电路故障，他将导线 并接在bc、 cd 、ed 两端时，电流表指针没有发生偏转；将 导线并接在ab 两端时，发现电流表指针发生了偏转，由此可 知电路故障可能是( ) A．e点断路 B．L1开路 C．电流表短路 D．L2开路 3.灯泡法：灯泡法：将灯泡并接到可能发生开路的地方，电路被接通，可以观察 到电流表_______, 灯泡____________。 断开区域 V U U U V U de bd ab ae 3 3= = = =， ， ， 断开区域 断开区域
初三物理《电路故障分析》试题(完整资料)
初中物理电路故障分析 例：如图当闭合开关时，L1亮，L2不亮。电压表和电流表均有示数。故障可能原因是（） A. L1短路 B.L2短路 C.L1断路 D.L2断路 【题目变式1：】如上图，当闭合开关时，L1不亮，L2亮。电压表无示数，电流表有示数。故障可能原因是（） A.L1短路 B.L2短路 C.L1断路 D.L2断路 【题目变式2：】如上图，当闭合开关时，L1不亮，L2亮。电路中可能存在的故障原因和两表示数的情况可能是( ) A.L1短路，电压表有示数，电流表无示数 B.L1短路，电压表无示数，电流表有示数 C.L2短路，两表都无示数 D.L2短路，两表都有示数 例：如图6所示的电路，开关S闭合时，发现L1、L2都不亮，用电压表逐段测量，结果 是Uad=6v, Uab=0, Ubc=0, Ucd=6V, 该电路的故障可能是（） A、开关S接触不良； B、灯L1断路； C、灯L2短路； D、灯L2的灯丝断了 例：如图所示电路中，电源电压不变，闭合开关S后，L1，L2都发光，一段时间后，其 中一灯突然熄灭，而电流表电压表的示数都不变，产生这现象的原因是：（） A、灯L1知路； B、灯L2短路； C、灯L1开路； D、灯L2开路。 【题目变式】如图所示电路中，电源电压保持不变，当开关S闭合后，电路正常工作。一 段时间后，其中一盏灯突然熄灭，两只电表中一只电表示数变小，另一只电表示数 不变。出现这种现象的可能原因是：（） A．L1开路 B．L2开路 C．L1短路 D．L2短路 1、如图所示，当开关S闭合，两表均有示数，过一会儿发现电压表示数突然变小，电 流表示数突然变大，下列故障判断可能是（） A、L1短路； B、L2灯短路； C、L1灯丝断开； D、L2灯丝断开。 2、如图所示电路中，当开关S1，S2都闭合时，下列判断正确的是：（） A、只有L1发光； B、只L2发光； C、L1，L2都发光； D、L1，L2都不发光。 3、如图所示三只灯泡的额定电压均为2。5V，当开关S断开时，三只灯泡全发光，那么当S闭合 时：（） A、L1，L2不亮，L3亮； B、三灯都亮； C、L1不亮，L2，L3亮； D、三灯都不亮。 4、如图所示电路中，电源电压不变，闭合开关S后，灯泡L1，L2都发光，一段时间后，其中一 只灯泡突然熄灭，另一只灯泡仍然发光，而电压表V1的示数变小，V2的示数变大，则产生这一 现象的原因是：（） A、灯L1开路； B、灯L2开路； C、灯L1短路； D、灯L2短路。 5、如图所示电路中，电源电压不变，闭合开关S后，L1，L2都发光，一段时间后，其中一灯突然熄 灭，而电流表电压表的示数都不变，产生这现象的原因是：（） A、灯L1知路； B、灯L2短路； C、灯L1开路； D、灯L2开路。 6、如图所示的电路中，闭合开关S后发现两灯均不亮，电 流表的指针几乎不动，而电压表的指针有明显的偏转，则该 电路的故障可能是：（） A、L1的灯丝断了； B、L2的灯丝断了； C、L1，L2的灯丝都断了； D、电流表坏了。 7、如图所示，闭合开关，两只灯泡都不亮，且电流表和电压表的指针都不动，现将两灯泡L1和L2的位置对调，再次
电路故障分析
电路故障简单说有“开路”“短路”“断路”几种。 电流表是串在电路中的，因此当电路开路或断路也就是不能形成闭合电路时电流表也就没有电流流过因而也就没有指示了；当电路短路时会产生强大的短路电流，由于电流表串在电路中有可能将表计烧毁。 电压表是并联在电路中的，因此当电路开路和断路时只要在电压表两端仍有压差则表计会显示电压的；当电路短路相当于两端等电位不存在压差，所以电压表也就没有显示了。 上述现象只是极其简单的电路中的表象，实际上由于电路的复杂存在多样的变化，因此表计的变化要综合判断，不可单纯的说明。 电路简单说就是有许多的分支电路以串联和并联的方式连接在一起的，因此元件、支路的串联和并联会影响整个电路的情况，所以具体情况要具体分析。 小结在测量小灯泡电阻的实验中常出现的电路故障现象及其故障原因如下表： 判断电路故障的五种方法 电路故障判断是联系实际的热点问题，也是学业考试 （中考）考查的一个热点内容。电路故障一般分为短路和 断路两大类。 分析识别电路故障时,常常要根据电路中出现的各种 反常现象(如灯泡不亮,电流表和电压表示数反常等),分析其发生的各种可能原因,再根据题中给出的其他条件和测试结果等进行综合分析,确定故障。下面结合例题说明几种识别电路故障的常用方法：
一、定义判断法 电路出现的故障通常有两种情况：一是断路，即 电路在某处断开。如用电器坏了，或电路连接点接触不良、导线断裂等，断路时电路中无电流。二是短 路，若用电器被短路，用电器将不能工作；若电 源被短路，电路中的 电流会很大，会损坏电源。 例1 如图1所示，闭合开关S时，L1发光而L2不发光，则原因可能是（） A．L1断路B．L1短路C．L2短路D．L2断路 解析闭合开关S时，L1发光，表明电路中有电流，电路是通路。从上面分析可以得出这是电路中的部分电路短路故障，由“L1发光而L2不亮”可以很快得出L2短路。 答案C 二、导线判断法(用一根导线并联在电路的两点间，检查电路故障) 导线的电阻等于0，将导线接在电路的两点间，实际是将导线两点间的用电器短路，让电流经过导线形成一条通路。这可以用来检查用电器损坏，而造成了电路断路的情形。导线与用电器并联连接，无论用电器 正常与否，用电器都不能正常工作。若电路中 原来没有电流，用导线连接某两点时，电路中 有电流了，则故障往往是这两点之间发生断路。 例2 如图2所示，闭合开关S时，灯泡L1、
芯片验证与失效分析
芯片验证测试及失效分析1 檀彦卓韩银和李晓维 摘要本文对验证测试与失效分析技术进行了系统介绍，包括验证测试的一般流程、常用的分析方法以及基于验证测试的失效分析。通过分析集成电路设计和制造工艺的发展给测试带来的影响，简要介绍了验证测试面临的挑战以及未来关注的若干问题。 1 芯片的验证测试 在现代集成电路制造工艺中，芯片加工需要经历一系列化学、光学、冶金、热加工等工艺环节。每道工艺都可能引入各种各样的缺陷。与此同时由于特征尺寸的不断缩小，各类加工设施成本也急剧上升。例如有人估计90nm器件的一套掩模成本可能超过130万美元。因此器件缺陷造成的损失代价极为高昂。在这种条件下，通过验证测试，分析失效原因，减少器件缺陷就成为集成电路制造中不可少的环节。 验证测试（Verification Test , Design Debug）是实现“从设计到测试无缝连接”的关键。在0.18微米以下的制造工艺下，芯片验证测试变得更加至关重要。它的主要任务是验证设计和测试程序（Test Programs）的正确性，确定芯片是否符合所有的设计规范（[2], pp.21）。它通过合理的失效分析（Failure Analysis）不仅为探求设计的关键参数所决定的特性空间奠定基础，还为设计人员改进设计及时反馈有效的数据依据，并为优化整体测试流程、减小测试开销以及优化后期的生产测试（Production Test）开拓了便利途径。 对芯片最显著的改进不仅仅在设计流程中产生，而且在芯片调试和验证流程中反复进行。尤其是在高性能芯片研制过程中，随着芯片复杂度的提高，对验证测试的要求更加严格，与设计流程的交互更加频繁。因此，从某种意义上说，“设计”与“验证测试”是一个非常密切的“交互过程”。对于设计工程师而言，关于芯片功能和性能方面的综合数据是关键的信息。他们通常根据设计规范预先假设出关于芯片各项性能大致的参数范围，提交给验证测试人员，通过验证测试分析后，得出比较真实的性能参数范围或者特定值。设计工程师再根据这些值进行分析并调整设计，使芯片的性能参数达到符合设计规范的范围。往往这样的交互过程不只一次。通常一个健全的验证测试策略包含很多详细的信息。它一般以数据文件的形式（Data Sheet）为设计人员和测试人员在修复或者完善设计的交互过程中提供有效的数据依据，主要包括芯片的CMOS工艺等的特征描述、工作机理的描述、电气特征（DC参数，AC参数，上/拉电阻，电容，漏电，温度等测试条件，等等）、时序关系图、应用信息、特征数值、芯片电路图、布局图等等（[3],pp.24 ）。将芯片在验证测试流程中经过参数测试、功能性测试、结构性测试后得出的测试结果与上述数据信息比较，就会有针对性地反映芯片性能方面存在的种种问题。依据这些问题，设计工程师可以对设计做出相应的改进。 随着芯片速度与功能的不断提高，超大规模集成电路尤其是集成多核的芯片系统（System-On-a- Chip, SOC）的出现使得芯片迅速投入量产过程难度增加，由此验证测试变 1本文摘自中国科学院计算技术研究所内部刊物—信息技术快报 2004 年第 9 期
集成电路版图设计论文
集成电路版图设计 班级12级微电子姓名陈仁浩学号2012221105240013 摘要：介绍了集成电路版图设计的各个环节及设计过程中需注意的问题，然后将IC版图设计与PCB版图设计进行对比，分析两者的差异。最后介绍了集成电路版图设计师这一职业，加深对该行业的认识。 关键词: 集成电路版图设计 引言: 集成电路版图设计是实现集成电路制造所必不可少的设计环节，它不仅关系到集成电路的功能是否正确，而且也会极大程度地影响集成电路的性能、成本与功耗。近年来迅速发展的计算机、通信、嵌入式或便携式设备中集成电路的高性能低功耗运行都离不开集成电路掩模版图的精心设计。一个优秀的掩模版图设计者对于开发超性能的集成电路是极其关键的。 一、集成电路版图设计的过程 集成电路设计的流程：系统设计、逻辑设计、电路设计（包括：布局布线验证）、版图设计版图后仿真（加上寄生负载后检查设计是否能够正常工作）。集成电路版图设计是集成电路从电路拓扑到电路芯片的一个重要的设计过程，它需要设计者具有电路及电子元件的工作原理与工艺制造方面的基础知识，还需要设计者熟练运用绘图软件对电路进行合理的布局规划，设计出最大程度体现高性能、低功耗、低成本、能实际可靠工作的芯片版图。集成电路版图设计包括数字电路、模拟电路、标准单元、高频电路、双极型和射频集成电路等的版图设计。具体的过程为： 1、画版图之前，应与IC 工程师建立良好沟通在画版图之前，应该向电路设计者了解PAD 摆放的顺序及位置，了解版图的最终面积是多少。在电路当中，哪些功能块之间要放在比较近的位置。哪些器件需要良好的匹配。了解该芯片的电源线和地线一共有几组，每组之间各自是如何分布在版图上的？ IC 工程师要求的工作进度与自己预估的进度有哪些出入？ 2、全局设计：这个布局图应该和功能框图或电路图大体一致,然后根据模块的面积大小进行调整。布局设计的另一个重要的任务是焊盘的布局。焊盘的安排要便于内部信号的连接，要尽量节省芯片面积以减少制作成本。焊盘的布局还应该便于测试，特别是晶上测试。 3、分层设计：按照电路功能划分整个电路，对每个功能块进行再划分，每一个模块对应一个单元。从最小模块开始到完成整个电路的版图设计，设计者需要建立多个单元。这一步就是自上向下的设计。 4、版图的检查： （1）Design Rules Checker 运行DRC，DRC 有识别能力，能够进行复杂的识别工作，在生成最终送交的图形之前进行检查。程序就按照规则检查文件运行，发现错误时，会在错误的地方做出标记，并且做出解释。
家庭电路以及常见故障分析.doc
家庭电路以及常见故障分析 【知识要点】： 1.家庭电路的组成：家庭电路由进户线、电能表、闸刀开关、保险盒、开关、电灯、插座、导线等组成。 2.家庭电路中各部分电路及作用： ●进户线： 进户线有两条，一条是火线，一条是零线。火线与零线之间的电压是220V。 正常情况下，零线之间和地线之间的电压为0V。 ●电能表： ?用途：测量用户消耗的电能（电功）的仪表。 ?安装：电能表安装在家庭电路的干路上，这样才能测出全部家用电器消耗的电能。 ●闸刀开关（：空气开关） ?作用：控制整个电路的通断，以便检测电路更换设备。 ?安装：闸刀开关安装在家庭电路的干路上，空气开关的静触点接电源线。 ●保险盒： ?电路符号： ?连接：与所保护的电路串联，且一般只接在火线上。 ?选择：保险丝的额定电流等于或稍大于家庭电路的最大工作电流。 ?保险丝规格：保险丝越粗，额定电流越大。 ?注意事项：不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等代替标准的保险丝。因为铜丝的电阻小，产生的热量少， 铜的熔点高，不易熔断。 ●插座: ?作用：连接家用电器，给可移动家用电器供电。 ?种类：常见的插座有二孔插座（下图左）和三孔插座（下图右）。 ?安装：并联在家庭电路中，具体接线情况见右图。 ?把三脚插头插在三孔插座里，在把用电部分连入电路的同时，也把用电器的金属外壳与大地连接起来，防止了外 壳带电引起的触电事故。 ●用电器（电灯）和开关 ?白炽灯的工作原理：白炽灯是利用电流的热效应进行工作的。 ?灯泡长期使用会变暗，原因是：灯丝升华变细电阻变小，实际功率变小； 升华后的金属钨凝华在玻璃内壁上降低了灯泡的透明度。 ?开关和用电器串联，开关控制用电器。如果开关短路，用电器会一直工作，但开关不能控制。 3.为防止漏电对人造成伤害，在家庭电路的总开关处要安装漏电保护器。 4.连接家庭电路的注意事项： ●家庭电路中各用电器是并联的。 ●插座的连接要遵循“左零右火”的规则。 ●开关必须串联在火线中，成“火线——开关——用电器——零线”的连接方式。 ●与灯泡的灯座螺丝口相接的必须是零线。 ●火线上必须接有保险丝，保险丝不能用铁丝、铜丝代替。（现在保险丝已被空气开关代替。） ●三线插头中的地线与用电器的金属外壳相连，插座上相应的导线和室外的大地相连。这样做可以防止外壳带电给人造 成伤害。 ●虽然地线和零线正常情况下之间没有电压，但绝不能将地线和零线接通，否则易造成触电事故。 5.试电笔：用试电笔可以辨别火线和零线。使用时笔尖接触被测的导线，手必须接触笔尾的金属体。 ●用试电笔测火线时氖管会发光；测零线时不会发光，因为零线内没有电压。 ●测电笔接触火线时，如果观察不到氖管发光，你认为产生这种现象的原因可能是：测电笔氖管已坏；手没有接触笔尾 金属体；火线断路。 ●某次检修电路时，发现灯泡不亮，火线、零线都能使测电笔发光，可能的原因是：火线完好，零线处有断路，被测段 零线通过用电器和火线构成通路。 6.家庭电路中触电的原因：一是人体接触了火线和大地（单线触电），二是人体接触了火线和零线（双线触电）。