摘要
随着集成电路(IntegratedCircuit,IC)的制造工艺不断提升,电子设备朝着高度集成化、智能化方向发展,因此涌现出大量的电磁兼容(Electromagneticcompatibility,EMC)问题。为了降低产品的电磁干扰,提高其抗干扰能力,终端产品需要通过强制性产品认证,这使得制造商和用户对IC的电磁兼容性提出了更高的要求。 静电放电(Electro-StaticDischarge,ESD)是IC生产制造过程中非常普遍的现象,IC的抗静电干扰能力直接影响其性能和使用寿命。同时,伴随着IC特征尺寸不断减小,IC内部同时开关噪声、片内互扰、寄生发射效应严重,由此产生了大量的电磁干扰。其中,IC内部的射频电压是电磁干扰的重要表征,本文通过检测并分析芯片的射频电压,从而实现对IC电磁干扰问题的研究。具体工作如下: 1.对静电放电基本理论与电磁干扰特性进行研究。分别从常见的静电放电模型、典型ESD脉冲建模、测试方法、静电放电耦合机理四个方面对静电放电基本理论进行研究。从IC内部电磁干扰产生原因和典型信号的波形特征两个方面对电磁干扰源进行分析研究; 2.对集成电路静电放电瞬态干扰效应进行研究。分析运算放大器的基本组成与电路的工作原理,对典型的运算放大器UA741进行建模,在此基础上对运算放大器芯片的失效机理进行推导分析。在芯片级静电测试的基础上,提出针对UA741的(PowerdElectro-StaticDischarge,PESD)测试方法,并通过仿真验证所述方法的有效性; 3.对集成电路射频电压测量系统进行研制。分析IC射频电压的检测原理,进行测试系统设计。设计并建立阻抗匹配网络模型,利用CST印制电路板工作室对印刷电路板(Printedcircuitboard,PCB)物理模型进行仿真优化,提出了降低插入损耗的新思路,并通过仿真验证所述方法的有效性; 4.对相关测试系统进行开发与实现。搭建测试电路,进行静电放电实验,验证PESD测试方法的有效性;进行插入损耗测量实验,验证了使用电磁仿真软件对PCB板进行优化的有效性;进行射频电压检测实验,验证自主设计和制作的射频电压检测系统的科学和实用性。