微波混合集成电路的ESD设计

论文摘要

微波混合集成电路具有体积小、可靠性高、电性能稳定等优点,广泛应用于军事、导航、移动通信等领域。ESD是指静电放电。静电放电会对微波混合集成电路造成致命失效,极大的影响了电路长期可靠性。因此,如何提高电路抗静电能力是提高电路可靠性非常重要的一个方面。论文首先对静电放电的基本理论进行了阐述,内容包括静电放电的特点,静电模型的分类,静电损伤的机理等。论述了ESD设计的基本概念和要求。然后,简要的介绍了微波混合集成电路。对微波混合集成电路ESD保护电路的设计所使用的元件进行了分析,并针对微波混合集成电路的特点提出了几点设计技巧。我们选取几种典型的电路,根据电路实验摸底结果,设计了不同的保护电路。经过静电放电实验,验证了保护电路的保护效果。最后,总结了设计经验,分析了存在的问题和不足,提出了改进的方向。

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第一章绪论

1.1 微波混合集成电路 ESD 设计概述

1.2 微波混合集成电路 ESD 设计的国内外发展现状

1.3 论文研究内容

1.3.1 主要工作

1.3.2 章节安排

第二章静电放电基本理论

2.1 静电放电概述

2.1.1 静电放电的人体模型

2.1.2 场增强型（人体-金属模型）

2.1.3 带电器件模型

2.1.4 ESD 家具模型

2.1.5 机器模型

2.1.6 场感应模型

2.2 静电放电对电子器件的危害

2.3 静电损伤的物理过程

2.3.1 过热模式ESD 损伤物理过程

2.3.2 场感应模式ESD 损伤物理过程

2.4 静电损伤的失效模式

2.4.1 致命失效

2.4.2 参数退化失效

第三章微波混合集成电路 ESD 设计理论

3.1 抗ESD 设计基础

3.1.1 抗ESD 过电流热失效设计基础

3.1.1.1 过电流热失效抗ESD 设计目标

3.1.1.2 ESD 放电回路高阻区温升与元器件结构的关系

3.1.2 抗场感应ESD 失效设计的依据

3.1.2.1 抗场感应ESD 失效设计的目标

3.1.2.2 临界面电荷密度与元器件结构的关系

3.1.2.3 场感应ESD 失效与过电流热失效的差别

3.1.3 抗 ESD 保护电路设计基础

3.1.3.1 抗 ESD 保护电路的目标及分类

3.1.3.2 对抗静电保护电路的基本要求

3.1.3.3 常用的抗静电保护电路元器件概述

3.2 微波混合集成电路概述

3.3 微波混合集成电路ESD 设计的特点

3.4 微波混合集成电路ESD 保护电路

3.4.1 微波混合集成电路ESD 保护电路组成元件分析

3.4.1.1 电容、电阻、电感在保护电路中的应用

3.4.1.2 PIN 二极管

3.4.1.3 TVS 管

3.4.2 微波混合集成电路ESD 保护电路设计技巧

第四章几种典型电路的 ESD 保护电路设计及验证

4.1 10-500MHZ集成宽带放大器的ESD 设计

4.1.1 10-500MHz 集成宽带放大器技术指标及工作原理

4.1.2 10-500MHz 集成宽带放大器 ESD 电路设计及验证

4.2 600-1000MHZ低噪声放大器ESD 设计

4.2.1 600-1000MHz 低噪声放大器技术指标及工作原理

4.2.2 600-1000MHz 低噪声放大器 ESD 电路设计及验证

4.3 10-200MHZ隔离放大器

4.3.1 10-200MHz 隔离放大器技术指标及工作原理

4.3.2 10-200MHz 隔离放大器 ESD 电路设计及验证

4.4. 27 GHZ介质压控振荡器

4.4.1 27GHz 介质压控振荡器技术指标及工作原理

4.4.3 2 7GHz 介质压控振荡器 ESD 电路设计及验证

4.5 S 波段集成压控振荡器

4.5.1 S 波段集成压控振荡器技术指标及工作原理

4.5.2 S 波段集成压控振荡器 ESD 电路设计及验证

4.6 5-6GHZ集成压控振荡器

4.6.1 5-6GHz 集成压控振荡器技术指标及工作原理

4.6.2 5-6GHz 集成压控振荡器 ESD 电路设计及验证

4.7 150-300MHZ集成宽带压控振荡器

4.7.1 150-300MHz 集成宽带压控振荡器技术指标及工作原理

4.7.2 150-300MHz 集成宽带压控振荡器 ESD 电路设计及验证

4.8 集成宽带电压产生器

4.8.1 集成宽带电压产生器技术指标及工作原理

4.8.2 集成宽带电压产生器 ESD 设计电路及验证

4.9 实验结果汇总

第五章总结

致谢

参考文献

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