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微波混合集成电路的ESD设计

作　者: 王乔楠
导　师: 徐军；要志宏
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 微波混合集成电路 ESD 设计保护电路
分类号: TN454
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

微波混合集成电路具有体积小、可靠性高、电性能稳定等优点,广泛应用于军事、导航、移动通信等领域。ESD是指静电放电。静电放电会对微波混合集成电路造成致命失效,极大的影响了电路长期可靠性。因此,如何提高电路抗静电能力是提高电路可靠性非常重要的一个方面。论文首先对静电放电的基本理论进行了阐述,内容包括静电放电的特点,静电模型的分类,静电损伤的机理等。论述了ESD设计的基本概念和要求。然后,简要的介绍了微波混合集成电路。对微波混合集成电路ESD保护电路的设计所使用的元件进行了分析,并针对微波混合集成电路的特点提出了几点设计技巧。我们选取几种典型的电路,根据电路实验摸底结果,设计了不同的保护电路。经过静电放电实验,验证了保护电路的保护效果。最后,总结了设计经验,分析了存在的问题和不足,提出了改进的方向。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-14
  1.1 微波混合集成电路 ESD 设计概述  9
  1.2 微波混合集成电路 ESD 设计的国内外发展现状  9-12
  1.3 论文研究内容  12-14
    1.3.1 主要工作  12
    1.3.2 章节安排  12-14
第二章静电放电基本理论  14-26
  2.1 静电放电概述  14-19
    2.1.1 静电放电的人体模型  14-16
    2.1.2 场增强型（人体-金属模型）  16
    2.1.3 带电器件模型  16-17
    2.1.4 ESD 家具模型  17-18
    2.1.5 机器模型  18
    2.1.6 场感应模型  18-19
  2.2 静电放电对电子器件的危害  19-21
  2.3 静电损伤的物理过程  21-24
    2.3.1 过热模式ESD 损伤物理过程  22-23
    2.3.2 场感应模式ESD 损伤物理过程  23-24
  2.4 静电损伤的失效模式  24-26
    2.4.1 致命失效  24
    2.4.2 参数退化失效  24-26
第三章微波混合集成电路 ESD 设计理论  26-43
  3.1 抗ESD 设计基础  26-30
    3.1.1 抗ESD 过电流热失效设计基础  26-27
      3.1.1.1 过电流热失效抗ESD 设计目标  26
      3.1.1.2 ESD 放电回路高阻区温升与元器件结构的关系  26-27
    3.1.2 抗场感应ESD 失效设计的依据  27-28
      3.1.2.1 抗场感应ESD 失效设计的目标  27
      3.1.2.2 临界面电荷密度与元器件结构的关系  27-28
      3.1.2.3 场感应ESD 失效与过电流热失效的差别  28
    3.1.3 抗 ESD 保护电路设计基础  28-30
      3.1.3.1 抗 ESD 保护电路的目标及分类  28-29
      3.1.3.2 对抗静电保护电路的基本要求  29
      3.1.3.3 常用的抗静电保护电路元器件概述  29-30
  3.2 微波混合集成电路概述  30-34
  3.3 微波混合集成电路ESD 设计的特点  34-35
  3.4 微波混合集成电路ESD 保护电路  35-43
    3.4.1 微波混合集成电路ESD 保护电路组成元件分析  35-41
      3.4.1.1 电容、电阻、电感在保护电路中的应用  35-36
      3.4.1.2 PIN 二极管  36-39
      3.4.1.3 TVS 管  39-41
    3.4.2 微波混合集成电路ESD 保护电路设计技巧  41-43
第四章几种典型电路的 ESD 保护电路设计及验证  43-75
  4.1 10-500MHZ集成宽带放大器的ESD 设计  43-48
    4.1.1 10-500MHz 集成宽带放大器技术指标及工作原理  43-44
    4.1.2 10-500MHz 集成宽带放大器 ESD 电路设计及验证  44-48
  4.2 600-1000MHZ低噪声放大器ESD 设计  48-57
    4.2.1 600-1000MHz 低噪声放大器技术指标及工作原理  48-49
    4.2.2 600-1000MHz 低噪声放大器 ESD 电路设计及验证  49-57
  4.3 10-200MHZ隔离放大器  57-60
    4.3.1 10-200MHz 隔离放大器技术指标及工作原理  57-59
    4.3.2 10-200MHz 隔离放大器 ESD 电路设计及验证  59-60
  4.4. 27 GHZ介质压控振荡器  60-62
    4.4.1 27GHz 介质压控振荡器技术指标及工作原理  60-61
    4.4.3 2 7GHz 介质压控振荡器 ESD 电路设计及验证  61-62
  4.5 S 波段集成压控振荡器  62-65
    4.5.1 S 波段集成压控振荡器技术指标及工作原理  62-64
    4.5.2 S 波段集成压控振荡器 ESD 电路设计及验证  64-65
  4.6 5-6GHZ集成压控振荡器  65-68
    4.6.1 5-6GHz 集成压控振荡器技术指标及工作原理  65-66
    4.6.2 5-6GHz 集成压控振荡器 ESD 电路设计及验证  66-68
  4.7 150-300MHZ集成宽带压控振荡器  68-70
    4.7.1 150-300MHz 集成宽带压控振荡器技术指标及工作原理  68-69
    4.7.2 150-300MHz 集成宽带压控振荡器 ESD 电路设计及验证  69-70
  4.8 集成宽带电压产生器  70-72
    4.8.1 集成宽带电压产生器技术指标及工作原理  70-71
    4.8.2 集成宽带电压产生器 ESD 设计电路及验证  71-72
  4.9 实验结果汇总  72-75
第五章总结  75-76
致谢  76-77
参考文献  77-79

微波混合集成电路的ESD设计

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