profstandart.rosmintrud.ru SRV05-4 это микросхема защиты от статического электричества – ElectroStatic Discharge Protection (сокращенно ESD protection). Предназначена для защиты интерфейсных микросхем, контроллеров, процессоров от импульсов статического напряжения, попадающих на вход порта при подключении к разъему периферийных устройств.
Производитель микросхемы – TEECH PUBLIC.
Внутренняя схема микросхемы следующая:
Cхема схема включения микросхемы SRV05-4 применительно к контроллеру USB-портов следующая:
В
соответствии со стандартом ОСТ 11 073.062
– 2001 для описания воздействия
электростатического разряда (ESD)
используются следующие термины и
определения:
– статическое
электричество (СЭ) – совокупность
явлений, связанных с возникновением,
сохранением и релаксацией свободного
электрического заряда на поверхности,
в объеме диэлектрических и полупроводниковых
веществ, на теле человека или на
изолированных проводниках; характеризуется
величиной потенциала и запасенной
энергией;
– воздействие
статического электричества – процесс
уравнивания зарядов (разряд–заряд);
характеризуется максимальным током и
временем действия (разряда–заряда);
– стойкость
к воздействию статического электричества
– способность p-n
переходов и других компонентов приборов
не снижать уровень надежности после
воздействия статического электричества,
включая сохранение структуры компонентов
и неизменность параметров до и после
воздействия (значения параметров,
измеренные до и после воздействия,
должны находиться в интервале, определяемом
двойной погрешностью измерения);
– опасное
(критическое) значение потенциала –
величина потенциала, при воздействии
которого происходит разрушение прибора,
включая разрушение структуры компонентов
и изменение параметров (значения
параметров, измеренные до и после
воздействия, выходят за пределы интервала,
определяемого двойной погрешностью
измерения).
Как-то читал статейку как парень в метро вытянул у чавака из сетчатого кармана сумки флеху, на которой 128 было написано. Пришел домой, вставил в ноут -> спалил пол компа… Написал на флехе 129 и теперь носит в наружном кармане своей сумки…
Картинка для привлечения внимания:
Так как я работаю на предприятии, которое занимается разработкой и производством электроники, то мы с коллегами принялись активно обсуждать варианты реализации такой флешки, — которая “спаливала бы полкомпа.” Было множество хардкорных, фантастических, а также вполне реальных вариантов. И всё бы так и закончилось этим весёлым обсуждением, если бы я не собирался заказывать изготовление печатных плат для других своих проектов.
Итак, USB интерфейс компьютера, как правило, имеет в своём составе USB разъём-> ESD диоды (защита от статики) -> фильтрующие элементы -> защитные элементы в самой микросхеме, содержащей физический уровень интерфейса USB. В современных компьютерах USB “физика” встроена чуть ли не в сам процессор, в компьютерах чуть постарше за USB отвечают североюжные мосты. Задача разработанной флешки всё это дело
жэстачайше спалить
сжечь, как минимум убить USB порт.
В течение недели мной была разработана вполне конкретная схемотехническая реализация, заказаны компоненты и спустя несколько месяцев ожидания компонентов был собран полностью работоспособный прототип. Была проверена сама идея и “спалено” всё, что только можно.
Далее были разработаны и заказаны печатные платы в Китае, смонтирован боевой образец.
Плыты заказывал вот тут. Качеством жутко не доволен, – медь вроде бы ничего, но маска отваливается, шелкография вообще жуть. Считать антирекламой.
Запаяно вручную мной, монтажник из меня так себе.
Сделано было под корпус от обычной флешки.
Принцип работы самой флешки довольно прост. При подключении к USB порту запускается инвертирующий DC/DC преобразователь и заряжает конденсаторы до напряжения -110в, при достижении этого напряжения DC/DC отключается и одновременно открывается полевой транзистор через который -110в прикладываются к сигнальным линиям USB интерфейса. Далее при
падении
увеличении напряжения на конденсаторах до -7в транзистор закрывается и запускается DC/DC. И так в цикле пока не пробьётся всё и вся. Пытливый ум читателя знакомого с электроникой уже сообразил, почему используется отрицательное напряжение, для прочих поясню, что отрицательное напряжение коммутировать проще, так как нужен N-канальный полевой транзистор, который в отличие от P-канального может иметь значительно больший ток при одинаковых габаритах.
Про область применения говорить не буду, но бывший коллега говорит что это как атомная бомба, круто иметь, только применить нельзя.
Придя утром на работу, вы обнаружили у себя на столе USB накопитель, ваши действия?
Вставлю в USB порт, дабы ознакомиться с содержимым.
Выкину в мусорную корзину.
Некоторый спрос на девайс, побудил посчитать потенциальных покупателей
8.
Защита микросхем от электростатического
разряда
Возникновение
электростатических разрядов и их
действие на микросхемы
Электростатические
заряды всегда присутствуют на изолированных
предметах.
Источником
электростатических разрядов для
микросхем являются подключаемые кабели,
роботы манипуляторы или люди, касающиеся
микросхем в процессе их изготовления
или монтажа на платы.
Исследование
процессов, связанных с электростатическими
разрядами, проводятся на основе
электрических моделей источников.
Электрическая модель человеческого
тела характеризуется емкостью 100пФ,
которая разряжается через сопротивление
1,5 кОм. Из модели следует, что постоянная
времени разряда не может быть менее 150
нс. Напряжение разряда может достигать
нескольких киловольт. Энергия разряда
распределяется между ограничивающим
резистором и элементами микросхемы.
Электромеханическая
модель характеризуется емкостью 200пФ
и ограничивающей индуктивностью 500нГ.
Разряды от манипуляторов более опасны
для микросхем, так как вся энергия
конденсатора поглощается элементами
микросхемы. Напряжение разряда, как
правило, определяется утечками изоляции
в системе электропитания и составляет
несколько сотен вольт.
Модель
электрического кабеля имеет распределенную
многосекундную структуру. Для расчетов
и испытаний используется кабель длиной
10 метров, характеризующийся удельной
емкостью 66пФ на метр и удельной
индуктивностью 80нГ на метр. Напряжение
разряда – до 1000В. Кабель – это самый
опасный источник разрядов, но воздействует
разряд только на разъемы печатных плат,
и для защиты можно использовать
дополнительные элементы, размещаемые
на платах.
Для
того, чтобы охарактеризовать стойкость
микросхем к электростатическим разрядам,
используется модель человеческого
тела. В соответствии с этой моделью
проводятся испытания микросхем и
составляются спецификации. Чем больше
падение напряжения на ИМС, тем большая
энергия выделяется. Отказы ИМС от
воздействия разрядов происходят при
электрическом пробое диэлектриков и
при вплавлении металлизации в
полупроводниковые структуры. Во всех
случаях дефекты имеют локальный
характер и проявляются как электрическое
замыкание между выводами транзисторов
или диодов. Разряды через цепи питания
ИМС редко приводят к отказам. Наиболее
опасны разряды через входы и выходы
ИМС.
При
электрическом пробое полупроводниковых
приборов области пробоя столь малы, что
их максимальный разогрев происходит
за время, меньшее времени разряда.
Фактором, определяющим возникновение
отказа, является напряжение на затворе
(для МДП-транзисторов) или тепловая
мощность пробойного тока (для биполярных
транзисторов и полевых транзисторов с
затвором Шотки).
Испытания
ИМС на устойчивость к электростатическому
разряду, характеристика устойчивости
Для
испытаний формируется выборка не менее
пяти микросхем. Электростатические
разряды (ЭСР) подаются между выводами
питания и выводами входов (выходов).
Упрощенная
схема стенда показана на рис.8.1 (здесь
±VECC
– ЭСР).
Разряды
(положительной и отрицательной полярности)
подаются сериями по 30. Если единичный
разряд вызывает изменения в элементах
ИМС, но не приводит к отказу, то серия
из 30 разрядов “добивает” микросхему
до окончательного отказа. Напряжение
разряда повышается ступенчато в
соответствии с ОСТ II 073.013-83. После
воздействия разрядами проводится
контроль электрических параметров ИМС.
Напряжение разряда повышается до
появления первого отказа во всей
выборке испытуемых ИМС. Напряжение
второй ступени, предшествующей отказу,
считается допустимым потенциалом
электростатического разряда (ДПЭСР).
Элементы
защиты от электростатического разряда
Защита
ИМС от ЭСР осуществляется введением в
схему дополнительных элементов,
которые передают ток разряда в цепи
питания и ограничивают его во входные
и выходные каскады. Самый простой и
распространенный элемент зашиты показан
на рис.8.2. Схемы, обладающие эффективными
элементами защиты, имеют величину ДПЭСР
2000В и допускают свободную манипуляцию
с ними. ИМС с величиной ДПЭСР менее 200В
считаются ненадежными, так как могут
отказать даже при использовании
антистатических браслетов, и используются
в редких случаях.
В
быстродействующих ИМС, например ЭСЛ,
реальное быстродействие ограничивается
емкостями и индуктивностями входных
цепей. Введение элементов защиты
увеличивает входную и выходную емкости,
что ограничивает и быстродействие ИМС.
Проектирование элементов защиты
проводится совместно с оптимизацией
быстродействия входных и выходных
каскадов ИМС.
Моделирование
режима электростатического разряда
Моделирование
разряда проведем на примере элемента
защиты, показанного на рис.8.2. Для этого
потребуется модель защитного диода для
больших токов и напряжений. ВАХ диода
для больших токов показана на рис.8.3. В
системах моделирования электрических
характеристик такой модели нет, поэтому
используем составную модель (рис.8.4),
которая хорошо описывает ВАХ диода.
Напряжение пробоя диода задается
параметром UDA
модели диода. Чтобы задать пробивное
напряжение, необходимо экспериментально
исследовать аналогичные диодные
структуры. Как правило, напряжения
пробоя диодов имеют значительный
разброс. Выбирается минимальное значение
пробивного напряжения, поскольку расчет
производится для наихудшего случая.
Момент
замыкания конденсатора на вывод ИМС
является критическим, так как в этот
момент через элементы схемы протекают
наибольшие токи.
При
моделировании нет необходимости
исследовать весь процесс разряда
конденсатора через элементы схемы,
достаточно рассчитать только начальное
состояние.
Постоянная
времени перезаряда реактивных элементов
во входных и выходных цепях ИМС во
много раз меньше (менее 1нс), чем время
разряда конденсатора (более 150нс).
Начальный ток разряда можно рассчитать
и в статическом режиме.
В
схеме для моделирования процесса разряда
конденсатор заменяется источником
напряжения, а внутренние логические
блоки – резисторами.
Эквивалентная
схема для моделирования режима ЭСР,
показанная на рис.8.5, включает:
–
ограничительный резистор величиной
1,5кОм;
–
элементы защиты ИМС от электростатического
разряда;
–
входной или выходной каскад ИМС;
–
резисторы между цепями питания, которые
имитируют внутренние блоки ИМС;
–
цепи питания, одна из которых заземлена.
Моделирование
режима ЭСР осуществляется при положительном
и отрицательном напряжении пробойного
участка. В элементы защиты во входные
(выходные) каскады включены дополнительные
диоды, моделирующие пробойные участки
ВАХ.
Одновременно
с расчетом ЭСР необходимо выполнить и
расчет быстродействия входных и выходных
каскадов с учетом реактивных параметров
корпуса и элементов защиты. Методика
расчета быстродействия рассмотрена
в лекции, посвященной помехоустойчивости
ИМС.
Процедура
оптимизации элементов защиты ИМС от
электростатического разряда.
Путем
увеличения размеров диодов значение
ДПЭСР (допустимого потенциала разряда)
может быть увеличено очень значительно
(более 2000В). Однако не во всех случаях
это возможно сделать, так как вступают
в силу ограничения на быстродействие
ИМС или на площадь, занимаемую элементами
защиты на кристалле. Очевидно, что
площадь элементов защиты не должна
превышать 20 – 30 тыс.мкм2,
что в 2 – 3 раза больше размеров контактной
площадки. В противном случае большая
часть кристалла ИМС будет занята
элементами защиты. Для схем с низким
быстродействием (до 100 МГц) ограничения
на площадь элементов защиты проявляются
раньше и анализ быстродействия можно
не проводить.
Для
высокочастотных схем (как аналоговых,
так и цифровых при F
≥ 500МГц) первоначально действует
ограничение на входную (выходную)
емкость. Большие многовыводные схемы,
реализованные в больших корпусах,
труднее защитить от электростатического
разряда, так как ограничения на
быстродействие ИМС проявляются не
только от выходной емкости, но и от
индуктивности выводов. Для конкретного
типа корпуса можно построить зависимость
максимальной рабочей частоты от
размеров диодов защиты и найти прямую
зависимость величины допустимой входной
емкости от максимальной рабочей
частоты. Пользуясь такими графиками,
можно сделать оценки возможных
величин ДПЭСР при заданной рабочей
частоте ИМС.
Повышение
величин ДПЭСР возможно по пути
совершенствования технологии и
схемотехники с целью уменьшения емкости
элемента защиты при одновременном
уменьшении его сопротивления на больших
токах (около 1 А).
В
любом случае следует стремиться к тому,
чтобы величина ДПЭСР для всех входов и
выходов была примерно одинаковой.
Повышение ДПЭСР на отдельных выводах
только ухудшает электрические параметры
ИМС.
Причины
и обстоятельства возникновения
электрических зарядов.
Имеется
несколько причин возникновения
электрических зарядов:
—
нарушение контакта
между отдельными частями объекта, каждая
из
которых
отличается различным электрическим
зарядом;
— трение
(вследствие трибоэлектрического
эффекта);
—
деформация материала
(вследствие электроэластического
эффекта);
— разрыв
полимерной пленки и подложки.
В
природе электрические заряды образуются
в облаках пыли, туманна, пара. Электрические
заряды могут возникать и на теле человека.
Процесс
возникновения и накопления электрических
зарядов в ди-электрике
или изолированном металле называют
статистической электризацией.
Статистический
заряд создает электрическое поле
определенной напряженности.
В тех случаях, когда напряженность этого
поля достигнет
критического значения, происходит
электрический пробой диэлектрика,
находящегося, к примеру, между заряженным
телом и землей.
Так, например, разряд между облаком и
землей происходит в виде молнии.
Он может происходить между рукой
оператора и каким-либо
узлом
ЭВМ или другого электронного устройства.
В
результате разряда статического
электричества заряженное тело полностью
или частично теряет свой заряд. Это
явление называют электростатическим
разрядом (ЭСР).
Электростатический
разряд оказывает влияние на работу
электронных
устройств двояким образом. Во-первых,
в результате ЭСР происходит инжекция
зарядов в элементы устройства. Во-вторых,
при ЭСР возникает импульс тока, который
создает электромагнитное поле, под
воздействием
которого возникают токи в цепях
электронных устройств. И
в первом, и во втором случаях они вызывают
ошибки при приеме информации, а также
способны разрушить
элементы электронных устройств систем
управления движением поездов. Особенно
чувствительны к воздействию ЭСР
интегральные микросхемы.
Помехи
от ЭСР проникают через входные
цепи, через цепи питания, воздействуют
на металлические кожухи и интерфейс
оператора.
Рис. 8.4. Электромагнитный
импульс при ЭСР.
Примерная
форма тока ЭСР приведена на рис. 8.4. Его
фронт около 1 нс, что обусловливает
присутствие в спектре
импульса
высокочастотных составляющих. Подавляющая
часть энергии
импульса сосредоточена в низкочастотной
части спектра.
ЭСР
генерирует как электрическое, так и
магнитное поля. Цепи с большим
входным сопротивлением будут больше
подвержены электрическому полю и
индуктируемому им напряжению. Цепи с
низкими входными сопротивлениями больше
подвержены воздействию токов,
индуктированных
магнитным полем.
ЭСР
вызывают такие дефекты электронной
аппаратуры, как разрывы
соединительных проводников, короткие
замыкания и ухудшение электрических
параметров. ЭСР вызывает также разрушение
п
— р переходов
и оксидных пленок. Увеличение степени
интеграции элементов сопровождается
уменьшением ширины переходов, оксидной
изоляции
и, как следствие, повышением вероятности
их разрушения под воздействием
ЭСР. При длительности импульсов менее
100 мкс типичным
видом повреждений электронных схем
является пробой (прокол) п
— р перехода
вследствие расплавления металлизации,
нарушения электрических
соединений и др.
Механизм
электромагнитной связи при ЭСР
предполагает наличие источника
помех, среды распространения и рецептора
(приемника) помех.
В
качестве среды распространения могут
быть силовые кабели или линии,
по которым передается информация. Если
помехи от ЭСР попадают
в силовые кабели, то они могут попасть
далее на все функциональные
узлы. Если у сигнальных и силовых кабелей
несколько жил (проводников),
то энергия помех распространяется как
между отдельными
проводниками (межфазовая волна), так и
между всеми проводниками и землей
(земляная волна). Этот вид связи между
источником помех
и рецептором называют непосредственным
(кондуктивным).
Второй
вид связи обусловлен наличием общего
сопротивления у нескольких
блоков системы. Этим общим сопротивлением
может быть внутреннее сопротивление
общего источника питания или сопротивления
общего заземления.
Третий
вид связи между проводником-источником
помех и проводником-рецептором — это
индуктивная связь или связь в ближней
зоне.
Следующий
вид связи — это емкостная связь вследствие
наличия электрического
поля между источником помех и рецептором.
Она возникает,
когда между двумя проводниками или
другими элементами имеет
место разность потенциалов. Чем выше
входное сопротивление рецептора,
тем выше влияние на него электрического
поля.
Наконец,
последним видом связи является радиосвязь
(связь в дальней зоне).
Принципы
защиты от ЭСР. Различают
четыре принципа защиты электронных
устройств от ЭСР:
—
рассеяние или
нейтрализация зарядов;
—
применение элементов
с максимально возможной статической и
динамической
помехоустойчивостью;
—
применение
специальных средств защиты электронных
устройств.
Для
устранения условий накопления зарядов
применяют антистатические
материалы, отличающиеся стеканием
зарядов; ухудшают изоляционные
свойства изолирующих материалов с
помощью антистатических
присадок; повышают влажность воздуха,
что способствует стоку
зарядов с поверхностей устройств;
обрабатывают поверхности
поверхностно-активными
веществами, способствующими стоку
зарядов;
ограничивают величину статического
заряда на изоляционных поверхностях
путем их заземления с сопротивлением
не менее 107
Ом
при
относительной влажности воздуха 60 %;
обеспечивают одинаковый
электрический потенциал всех материалов
устройства.
Основным
методом рассеяния зарядов является
заземление устройств
и применение диссипативных материалов,
в частности, в виде напольных
покрытий. Нейтрализацию применяют,
когда не представляется
возможным применить заземление. Ее
осуществляют ионизацией,
в результате которой на заряженной
поверхности оседают ионы, которые
и нейтрализуют электрические заряды.
Под
статической устойчивостью логического
элемента (ЛЭ) понимают
его свойство сохранять на выходе сигнал
логического 0 или логической
1 при медленном накоплении на его входе
электрических зарядов.
Чем выше должно быть напряжение на входе
ЛЭ для изменения его
состояния, тем выше статическая
помехоустойчивость ЛЭ и в целом
электронного устройства, состоящего
из таких ЛЭ.
Динамическую
устойчивость ЛЭ оценивают при воздействии
импульсных
помех, создаваемых ЭСР. В данном случае
величина напряжения
на входе ЛЭ, которое может вызвать
изменение его выходных сигналов, зависит
от длительности импульса: чем он короче,
тем большая
амплитуда сигнала требуется для изменения
состояния ЛЭ. На
рис. 8.5 приведены характеристики,
отображающие зависимости предельных
напряжений импульсов Uп
от
их длительности τи
для элементов
ТТЛ и ТТЛШ. Из графиков следует,
что ЛЭ с технологией ТТЛ более
помехоустойчивые.
Чем
выше быстродействие ЛЭ и микросхемы
в целом, тем ниже ее статическая
и динамическая устойчивость при
воздействии
ЭСР. Поэтому при разработке микроэлектронных
систем управления движением поездов
следует использовать по
возможности менее быстродействующую
элементную базу.
Рис.
8.5. Характеристики динамической
устойчивости
ТТЛ- и ТТЛШ – элементов
ЭСР
вызывают не только помехи, но и разрушения
элементов микросхем.
В зависимости от типа ЛЭ пороговые
значения опасных напряжений,
которые вызывают их отказы, существенно
различаются. Так, например,
наибольшее предельное напряжение у
мощных биполярных полупроводниковых
элементов — от 7000 до 25000 В; у полевых
транзисторов — от 4000 до 8000 В; у ТТЛ
интегральных схем — от 1000 до 2500
В; у КМОП логических схем — от 250 до 3000
В. Самые низкие предельные
напряжения у кристаллических
микропроцессоров (10 В) и у
элементов электрически программируемой
памяти (100 В). Поэтому для повышения
устойчивости систем управления движением
поездов важно
правильно выбрать соответствующий тип
элементной базы.
Эффективным
способом защиты от разрушающих воздействий
импульсов
высоких напряжений являются ограничители
напряжения, включаемые
параллельно защищаемой цепи. Для
ограничения амплитуд
применяют газовые разрядники, наполненные
инертным газом. Их достоинство
состоит в том, что они могут пропускать
токи до десятков тысяч
ампер, а недостаток заключается в
зависимости времени срабатывания
от скорости нарастания напряжения,
прикладываемого к нему.
На
рис. 8.6 приведена схема защиты электронного
устройства от воздействий напряжений
положительных и отрицательных
импульсов с использованием стабилитронов.
Рис.8.6 Схемы
включения стабилитронов для защиты ИМС
В
качестве ограничителей амплитуд
напряжения
кроме стабилитронов применяют еще
варисторы и диоды со смещением. Для них
характерны большие сопротивления при
например,
стабилитроны использованы для ограничения
напряжения на входе
ТРЦЗ. Разрядники типа РВН-250 применены
для защиты
выходов передатчиков и входов приемников
системы АБ-ЧК, применяемых
на участках с электротягой постоянного
тока . На
участках с электротягой переменного
тока для защиты передатчиков и
приемников применены также предохранители
типа АВМ1 на 10 А.
При
оборудовании участков железных дорог
системами управления движением
следует особое внимание обращать на
реализацию качественного
заземления. В противном случае невозможно
обеспечить их ЭМС
с другими системами.
Методы
обеспечения ЭМС систем управления
движением поездов с другими
системами и внешней средой подразделяют
на методы повышения помехоустойчивости
систем и на методы снижения эмиссии их
помех
в окружающую среду. Выше были рассмотрены
методы повышения
статической и динамической устойчивости
систем управления.
Соседние файлы в папке Новая папка (4)
- #
- #
- #
- #
БЖД моя 1.vsd
- #
- #
Перегонные светофоры.vsd
Характеристики SRV05-4
Номинальное рабочее напряжение 5 V;
Напряжение начала пробоя VBR min 6 V;
Напряжение пробоя VCL 15 V;
Емкость между IO и GND 0.8 pF;
Максимальный имп. ток через вывод IO Imax 3 A;
Максимальная импульсная мощность 60 Вт;
Микросхема представляет собой набор диодов Шоттки и стабилитрон. При подаче кратковременного импульса на один из выводов IO или VCC стабилитрон пробивается и импульс не проходит далее по цепям. В результате все микросхемы устройства должны остаться целыми.
Номинальное напряжение – напряжение, при котором стабилитрон закрыт и микросхема не оказывает влияния на сигналы, подключенные к ней.
VBR min (Breakdown Voltage) – напряжение, при котором стабилитрон начинает пробиваться и ток между выводом IO и GND становится равным одному миллиамперу.
VCL (Clamping Voltage) – напряжение, при котором стабилитрон полностью пробился и ток между выводом IO и GND становится равным нескольким амперам.
Максимальная импульсная мощность – мощность, которую может рассеять микросхема без повреждения при попадании на вывод импульса длительностью 20 микросекунд.
Максимальный импульсный ток – ток, который может выдержать микросхема без повреждения при попадании на вывод импульса длительностью 20 микросекунд.
Микросхемы SRV05-4 могут применяться для защиты портов USB2, USB3, SATA, PCI Express, HDMI и DVI интерфейсов в компьютерах, ноутбуках, медиаприставках, мониторах и другой электронной технике.
Посмотреть заводскую документацию (Datasheet) на микросхему SRV05-4 можно здесь.
Купить микросхему можно здесь.
Модели воздействия статического электричества
Для
определения критического значения
потенциала используют тестовые
устройства, моделирующие основные
способы накопления и воздействия заряда
на выводы микросхемы.
Различают
три модели воздействия СЭ на выводы ИС:
Модель
человеческого тела (HBM,
стандарты JESD22–A114–B,
MIL–STD–833C
Method
3015.7, ESD
STM
5.1), которая имитирует прикосновение
заряженного человека к выводу ИС;Машинная
модель (MM, стандарты EIA/JESD22–A115–A,
EIAJ–IC–121
Method
20, ESD
STM
5.2), имитирует воздействие СЭ, накопленного
на предметах и инструментах при
соприкосновении с выводом ИС;Модель
заряженного прибора (CDM,
стандарты JESD22–C101B,
ESD
DS5.3.1),
имитирует воздействие СЭ, накопленного
корпусом или наведенного на корпус
самой ИС, входе разряда через вывод на
заземленный предмет.
Обобщенная
электрическая схема устройства
тестирования приведена на рис. 6.1.
Рис.
6.1. Обобщенная электрическая схема
устройств для определения критического
потенциала
В табл. 6.1 приведены
параметры элементов устройств тестирования
для различных моделей.
Т
а б л и ц а 6.1. Параметры
компонентов устройства тестирования
Для модели
заряженного прибора в стандарте
приводится эскиз устройства тестирования
с указанием материалов и требуемых
характеристик.
Процедура
определения критического потенциала
состоит в подаче на каждый вывод по
отношению к корпусу и на каждую пару
выводов микросхемы заданного количества
разрядов положительной и отрицательной
полярности. При этом емкость С1
заряжается до рекомендуемого на данном
шаге уровня потенциала. Начинают
испытания с шага с наименьшим значением
потенциала.
После
каждого воздействия микросхему проверяют
на соответствие либо паспортным
характеристикам (HBM,
ММ, CDM)
либо на неизменность параметров
измеренных до и после воздействия (ОСТ
11 073.062 – 2001). В
случае положительного результата
испытаний, на микросхему подают
воздействие следующего уровня до тех
пор, пока не будет найден уровень
потенциала, который приводит к отказу.
При этом безопасным признается уровень
(жесткость, класс) шагом ниже критического,
значение которого и записываются в ТУ.
В случае если пройдены успешно испытания
по всем уровням, для микросхемы считается
безопасным последний уровень.
Ряд
потенциалов для тестирования по ОСТ
11 073.062 – 2001приведен в табл.
6.2.
Т
а б л и ц а 6.2. Ряд
потенциалов по ОСТ
11 073.062 – 2001
Ряд
потенциалов для тестирования по модели
HBM
приведен в табл. 6.3.
Т
а б л и ц а 6.3. Ряд
потенциалов для HBM
(JESD22–A114–B
)
Ряд
потенциалов для тестирования по модели
MM
приведен в табл. 6.4.
Т
а б л и ц а 6.4. Ряд
потенциалов для MM
(EIA/JESD22–A115–A)
Ряд
потенциалов для тестирования по модели
CDM
приведен в табл.
6.5.
Т
а б л и ц а 6.5. Ряд
потенциалов для CDM
(JESD22-C101B)
На
рис. 6.2 приведена типовая форма (не в
масштабе) импульса тока при воздействии
СЭ по HBM
модели. Здесь tфр– время фронта (менее, чем 10нс);tср– время среза (150 ± 20 нс);Iп– пиковый ток.
Рис.
6.2. Зависимость
тока от времени для HBM
модели
Связь пикового
тока и начального потенциала на емкости
приведена в табл. 6.6.
Т
а б л и ц а 6.6. Связь
пикового тока и начального потенциала
на емкости
Зная
критический потенциал, полученный для
одной из моделей можно оценить возможный
критический потенциал для других
моделей, используя приведенные ниже
выражения
где
UHBM,UCDM,UMM
– критические потенциалы дляHBM,CDM,MM– моделей, соответственно.
Соседние файлы в папке Эннс
Назначение выводов
1
2
3
4
IO1
GND
IO2
IO3
VCC
5
6
IO4
V05
- GND (Ground) – земля, общий провод;
- IO1 (Input – Output 1) – вход / выход №1 – подключается к линии передачи данных;
- IO2 (Input – Output 2) – вход / выход №2 – подключается к линии передачи данных;
- IO3 (Input – Output 3) – вход / выход №3 – подключается к линии передачи данных;
- IO4 (Input – Output 4) – вход / выход №4 – подключается к линии передачи данных;
- VCC – вход напряжения питания;