提纲 1、闩锁效应 闩锁效应是指 CMOS 器件所固有的寄生双极晶体管被触发导通，在电源和地之间存在一个低阻通路，大电流，导致电路无法正常工作，甚至烧毁电路 2、闩锁效应机理 2.1 器件级别上 图 1 CMOS 结构图 如图 1 所示，CMOS 发生闩锁效应时，其中的 NMOS 的有源区、P 衬底、N阱、PMOS 的有源区构成一个 n-p-n-p的结构，即寄生晶体管，本质是寄生的两个双极晶体管的连接。P 衬是 NPN 的基极，也是 PNP 的集电极，也就是 NPN的基极和 PNP 的集电极是连着的；N 阱既是 PNP 的基极，也是 NPN 的集电极。再因为 P 衬底和 N 阱带有一定的电阻，分别用 R1 和 R2 来表示。 当 N 阱或者衬底上的电流足够大，使得 R1 或 R2 上的压降为 0.7V，就会是Q1 或者 Q2 开启。例如 Q1 开启，它会提供足够大的电流给 R2，使得 R2 上的压降也达到 0.7V，这样 R2 也会开启，同时，又反馈电流提供给 Q1，形成恶性循环，最后导致大部分的电流从 VDD 直接通过寄生晶体管到 GND，而不是通过MOSFET 的沟道，这样栅压就不能控制电流1。 2.2 集总元件上 图 1 中的寄生晶体管连接关系可以用集总元件来表示，如图 2 所示，其结构实际上是一个双端 PNPN 结结构，如果再加上控制栅极 ，就组成门极触发的闸流管。该结构具有如图 3 所示的负阻特性，该现象就称为闩锁效应（闩锁本是闸流管的专有名词）。即双端 PNPN 结在正向偏置条件下，器件开始处于正向阻断状态，当电压达到转折电压BFV时，器件会经过负阻区由阻断状态进入导通状态．这种状态的转换，可以由电压触发(gI =0)，也可以由门极电流触发(gI ≠O)。门极触发大大降低了正向转折电压。 图 2 PNPN 双端器件 从上图可以推导出如下的关系 其中，和 分别是 PNP 和 NPN 共基极增益，COI是集电极饱和电流。对上式进行调整，得到如下关系： 其中 在低阻抗时，tCOII/可以忽略，另，在一般情况下，0tI，可以发现 或者 其中 代表swRR 和在阻止闩锁上起的作用，=1 表示所有的发射极电流都绕过电阻，也就是没有闩锁效应发生。在有载流子产生的情况下，在（2）式右边添加上tGENERATIONII/ 2。 两个寄生晶体管工作时，形成正反馈电路，加深可控硅导通，造成的结果在器件级的描述一样，一股大的电流将由电源流向接地端，导致一般正常电路工作中断，甚至会由于高电流散热的问题而烧毁芯片 3 、闩锁效应与器件参数...
