ESD Note-1

最近大致看了下集成电路静电保护(ESD – Electro-Static Discharge)相关的内容,这里简单小结下,要是以后要深入的话,就打算把下面的几本ESD的书再仔细研读一下:

  • ‘ Basic ESD and I/O Design ‘ – Sanjay Dabral, Timothy maloney
  • ‘ ESD in Silicon Integrated Circuits ‘ – Ajith Amerasekera, Charvaka Duvvury
  • ‘ On-Chip ESD Protection for Integrated Circuits: An IC Design Perspective ‘ – Albert Z.H.Wang

另外,在台湾交通大学的这个网站亦有提供关于 ESD 静电防护的很好的学习资料

关于 ESD

ESD 是一种瞬间静电泄放现象,典型的持续时间为~150ns。它所引起的大电流(可至几十安培)和高电压(可达几万伏)的瞬态会导致IC芯片的损坏。
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wordpress 点滴–7 ComplexLife插件

某日闲逛,看到’Lucy的知悟园‘的这个LifeStream页面,觉得还蛮有爱的,于是俺又忍不住想要折腾wordpress了⊙﹏⊙b。仔细看了下,发现她的页面是利用插件调用Profilactic.网站的内容,怕麻烦不想再去注册啥的,弃之..

之后在wordpress插件里搜了一番,发现提到此类应用比较多的是LifeStream这个插件这里也有比较详细的使用,试用了下,功能是挺多的,不过谁叫我们都在墙内呢,只好用里面rss的类目了,最后感觉不是太喜欢他的布局(可能是之前先入为主的影响吧),于是又换了ComplexLife插件,也就是现在实现LifeStream页面的所用的插件

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SmartSpice 收敛问题的总结

记得很久之前有谈过遇到 Hspice 不收敛的问题,最近看到有朋友是搜索 SmartSpice 收敛问题过来的,干脆在这里把看过的收敛问题的内容列下(实际上 SmartSpice Manual 中有专门章节介绍收敛的问题,在网站上的 trainning 文档也可参考…)

一般对于 spice convergence 问题,首先考虑电路是否自身有问题,看是否非稳或是双稳态电路,电路中器件(特别是理想元件或是宏模型)的阻抗是否符合实际,可以利用 .option list 检查电路结构与连接;对双稳态电路可以利用 .nodeset .ic 等语句加以限定。

此外,在 SmartSpice 中利用 .option expert=777 可以看到收敛问题的详细报告:

通常大多数的 spice 收敛问题可以通过 .OPTION中 Gmin Gnode(或 Gshunt)的设置来改善:
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关于弱反型与匹配

对于弱反型(weak inversion)或者说是亚阈值区(Sub-threshold)的 MOS 器件的匹配问题,很容易产生的一个想法就是由于电流和阈值的指数关系,器件的 matching (匹配)会变差。实际上,这种想法并不全然正确,这一问题在 ’Analog-Design-Essential‘ 书中亦有分析,这里简单叙述一下:

首先如下面的基本电流镜电路,考虑阈值 Vth 的 mismatch 由经由 MOS 管的跨导 gm 变为 Iout 的 mismatch,同时 uCox/2(也即K‘)和宽长比的 mismatch 直接影响输出电流,可以容易推出其输出电流 Iout 的 mismatch 为:

ΔIout/Iout=ΔVth*(gm/Id)+ΔK‘/K’+Δ(W/L)/(W/L)
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Gain-boost 电路的反馈类型

最近翻 ‘Analog Design Essentials’,里面介绍电路流反馈的章节里面提到了 gain-boost(或是 regulated cascode)的反馈类型,对我来说有时要直接看出这些反馈结构的类型还真不太容易…

下图是基本的 gain-boost 的结构,利用放大器来提升 cascode 的输出阻抗,从而提升电路的增益。

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集成电路中闩锁效应的小结

这里把 CMOS 中的闩锁效应(latch-up)的来源和一些具体的避免 latch-up 的方法的内容做一些小结.

CMOS 中的 latch-up 问题来源于其寄生的 NPN 与 PNP 双极晶体管形成的 PNPN 结构, 具体的闩锁效应产生原理的分析,可以以一对反相器为例(如下图中所示)来说明。

图中 inverter 的 PMOS M2 在阱内形成的纵向双极型晶体管 PNP,NMOS M1 在衬底上形成的横向双极晶体管 NPN,这两个双极晶体管接成一对,可以看到反偏的阱-衬底结是两个晶体管的集电极。

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