Integrinių grandynų apsaugų nuo elektrostatinių iškrovų projektavimas ir tyrimas

Abstract

Baigiamojo magistro darbo tikslas – suprojektuoti ir ištirti integriniuose grandynuose naudojamas apsaugas nuo elektrostatinių iškrovų. Darbas susideda iš testavimo modelių ir tipinės bei aukštadažnių ESD apsaugų tyrimų. Atlikta žmogaus kūno (HBM), įrenginių (MM), įkrauto įrenginio (CDM) ir impulsinės perdavimo linijos (TLP) modelių analizė. Išanalizuotos tipinės bei aukštadažnės ESD apsaugos grandinės. Suprojektuoti testavimo modeliai ir tipinė ESD apsaugos principinė elektrinė schema su topologija. Ištirtas modelių generuojamų impulsų poveikis tipinės apsaugos grandinei. Atlikti tyrimai keičiant žmogaus kūno modelio parametrus. Suprojektuotos trys tipinės ESD apsaugos principinės elektrinės schemos ir topologijos, galinčios atlaikyti skirtingų modelių sroves ir turinčios skirtingas pralaidumo dažnių juostas: HBM – 1,3 A srovė, 8,56 GHz juosta; MM – 3,6 A srovė, 4,71 GHz juosta; CDM – 10 A srovė, 3,72 GHz juosta. Sumodeliuotos suprojektuotų apsaugų dažninės amplitudinės charakteristikos. Ištirtas nuosekliai jungiamų diodų poveikis praleidžiamų dažnių juostos pločiui. Suprojektuotos aukštadažnių apsaugų principinės elektrinės schemos su lygiagrečiais ir nuosekliais LC kontūrais, skirtos 5 GHz grandynams apsaugoti. Darbo apimtis – 83 p. teksto be priedų, 63 iliustr., 7 lentelės, 18 bibliografinių šaltinių, 1 priedas.

The aim of final master thesis is to design and research electrostatic discharge protection for integrated circuits. The work consists of testing models, typical protection and high frequency ESD protection researches. Tests models of human body (HBM), machine (MM), charged device (CDM) and transmission line pulse (TLP) have been analyzed there as well as typical and high frequency ESD protection circuits. Test models and principal electric scheme with topology of standard ESD protection have been designed. Typical ESD protection was tested with designed models. The research with different human body model parameters has been made. Three electric schemes and topologies of typical ESD protection, which may withstand different models, with different currents and bandwidth frequency bands: HBM - 1.3 A current, 8.56 GHz band; MM - 3.6 A current, 4.71 GHz band; CDM - 10 A current, 3.72 GHz band have been designed. Also designed protections frequency amplitude characteristics have been simulated. High frequency ESD protections with sequential and parallel LC circuits for 5 GHz frequency circuits have been designed. The thesis consists of: 83 p. text without extras, 63 pictures, 7 tables, 18 bibliographical entries, 1 supplement.