浅谈EOS机理与防护
发布时间：2014-12-15 15:14
发布者：designapp
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EOS英文全称 Electrical Over Stress，是对所有的过度电性应力的总称。当EOS超过其最大指定极限后，器件功能会减弱或损坏，同时EOS也是公认的IC器件的头号杀手。由于它可能发生在产品的研发、测试乃至生产、存储、运输的各个环节，所以对厂商的电路设计，测试规范，生产流程以及物流中防护都有严格具体的要求，每年耗费整个半导体行业数十亿美金的资金。更可恨的是，EOS的发生情况复杂，神出鬼没，寻求一个完美的解决方案至今困扰着学术界和工业界。此文旨在分析EOS的成因，特点，破坏力，以及对于芯片厂商和系统设计人员的启示。 EOS是一个非常广的概念，物理上可以看成是一种较长时间的低电压，大电流的能量脉冲（通常电压500V，电流小于10A，纳秒发生时间），可以认定是EOS的一种特例。  Figure.1 EOS Versus ESD  Table.1 EOS与ESD对比 EOS成因很多，主要会出现在上下电瞬态过程，电流倒灌以及过度的电压电流驱动（常说的过载）。通常造成的破坏都是由于器件过热，损坏有三种类型。  Figure.2 PN节击穿  Figure.3 金属层熔断  Figure.4 金属打线熔断 鉴于EOS的成因和特点，成熟的系统厂商通常采用如下的防护方式。建立和规范工作流程，进行常规的交流电源线监控。 电源 √ 确保交流电源配备了瞬态电流抑制器（滤波器） √ 电源过压保护 √ 交流电源稳压器（可选）。 √ 电源时序控制器，可调整时序 √ 不共用滤波器和稳压器 工作流程 √ 将正确流程存档。 √ 确保针对以下内容进行培训并给出警示标志 电源开/关顺序 √ 不可“热插拔” √ 正确的插入方向 √ 定期检查以确保遵守相关规定 维护 √ 定期进行预防性维护。 √ 确保接头良好紧固，以防止其带来间歇性故障。 培训 √ 确保对所有人员进行培训并及时复习相关内容。 电路板或元件测试 √ 确保不进行热切换。进行测试时使用存储范围捕获信号或电源的瞬态电流。 √ 确保不出现峰值/低频干扰。 √ 确保正确设置测试参数（不会过压）。 √ 确保测试硬件中使用了正确的保险丝。 帝奥微电子经过总结多年的产品研发，以及客户支持的经验，在电路设计上做了很多ESD以及EOS芯片级防护措施创新。特别为国内某著名电视机供应商定制研发的DIO2113—2VRMS输出语音线驱动，内部集成有效的EOS防护电路，给对方节省了系统成本的同时增加了可靠性。  Figure.5 DIO2113 EOS Protection Demonstration |
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