EOS英文全稱 Electrical Over Stress，是對所有的過度電性應(yīng)力的總稱。當(dāng)EOS超過其最大指定極限后，器件功能會減弱或損壞，同時EOS也是公認(rèn)的IC器件的頭號殺手。由于它可能發(fā)生在產(chǎn)品的研發(fā)、測試乃至生產(chǎn)、存儲、運輸?shù)母鱾€環(huán)節(jié)，所以對廠商的電路設(shè)計，測試規(guī)范，生產(chǎn)流程以及物流中防護都有嚴(yán)格具體的要求，每年耗費整個半導(dǎo)體行業(yè)數(shù)十億美金的資金。更可恨的是，EOS的發(fā)生情況復(fù)雜，神出鬼沒，尋求一個完美的解決方案至今困擾著學(xué)術(shù)界和工業(yè)界。此文旨在分析EOS的成因，特點，破壞力，以及對于芯片廠商和系統(tǒng)設(shè)計人員的啟示。
EOS是一個非常廣的概念，物理上可以看成是一種較長時間的低電壓，大電流的能量脈沖(通常電壓500V，電流小于10A，納秒發(fā)生時間)，可以認(rèn)定是EOS的一種特例。
Figure.1 EOS Versus ESD
Table.1 EOS與ESD對比
EOS成因很多，主要會出現(xiàn)在上下電瞬態(tài)過程，電流倒灌以及過度的電壓電流驅(qū)動(常說的過載)。通常造成的破壞都是由于器件過熱，損壞有三種類型。
Figure.2 PN節(jié)擊穿
Figure.3 金屬層熔斷
Figure.4 金屬打線熔斷
鑒于EOS的成因和特點，成熟的系統(tǒng)廠商通常采用如下的防護方式。建立和規(guī)范工作流程，進(jìn)行常規(guī)的交流電源線監(jiān)控。
電源
√ 確保交流電源配備了瞬態(tài)電流抑制器(濾波器)
√ 電源過壓保護
√ 交流電源穩(wěn)壓器(可選)。
√ 電源時序控制器，可調(diào)整時序
√ 不共用濾波器和穩(wěn)壓器
工作流程
√ 將正確流程存檔。
√ 確保針對以下內(nèi)容進(jìn)行培訓(xùn)并給出警示標(biāo)志
電源開/關(guān)順序
√ 不可“熱插拔”
√ 正確的插入方向
√ 定期檢查以確保遵守相關(guān)規(guī)定
維護
√ 定期進(jìn)行預(yù)防性維護。
√ 確保接頭良好緊固，以防止其帶來間歇性故障。
培訓(xùn)
√ 確保對所有人員進(jìn)行培訓(xùn)并及時復(fù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容。
電路板或元件測試
√ 確保不進(jìn)行熱切換。進(jìn)行測試時使用存儲范圍捕獲信號或電源的瞬態(tài)電流。
√ 確保不出現(xiàn)峰值/低頻干擾。
√ 確保正確設(shè)置測試參數(shù)(不會過壓)。
√ 確保測試硬件中使用了正確的保險絲。
帝奧微電子經(jīng)過總結(jié)多年的產(chǎn)品研發(fā)，以及客戶支持的經(jīng)驗，在電路設(shè)計上做了很多ESD以及EOS芯片級防護措施創(chuàng)新。特別為國內(nèi)某著名電視機供應(yīng)商定制研發(fā)的DIO2113—2VRMS輸出語音線驅(qū)動，內(nèi)部集成有效的EOS防護電路，給對方節(jié)省了系統(tǒng)成本的同時增加了可靠性。
Figure.5 DIO2113 EOS Protection Demonstration
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