过电应力(EOS)器件、电路与系统 9787111523185

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史蒂文 H.沃尔德曼 著
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出版社: 机械工业出版社
ISBN:9787111523185
商品编码:29623363507
包装:平装
出版时间:2016-03-01

具体描述

基本信息

书名:过电应力(EOS)器件、电路与系统

定价:79.00元

售价:59.3元,便宜19.7元,折扣75

作者:史蒂文 H.沃尔德曼

出版社:机械工业出版社

出版日期:2016-03-01

ISBN:9787111523185

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版次:1

装帧:平装

开本:16开

商品重量:0.4kg

编辑推荐

由于工艺尺寸从微电子到纳电子等比例缩小,过电应力(EOS)持续影响着半导体制造、半导体器件和系统。本书介绍了EOS基础以及如何减缓EOS失效。本书提供EOS现象、EOS成因、EOS源、EOS物理、EOS失效机制、EOS片上和系统设计等清晰图片,也提出关于制造工艺、片上集成和系统级EOS保护网络中EOS源等富有启发性的观点,同时给出特殊工艺、电路和芯片的实例。本书在内容上全面覆盖从片上设计与电子设计自动化到工厂级EOS项目管理的EOS生产制造问题。

内容提要

本书系统地介绍了过电应力(EOS)器件、电路与系统设计,并给出了大量实例,将EOS理论工程化。主要内容有EOS基础、EOS现象、EOS成因、EOS源、EOS物理及EOS失效机制,EOS电路与系统设计及EDA,半导体器件、电路与系统中的EOS失效及EOS片上与系统设计。本书是作者半导体器件可靠性系列书籍的延续。对于专业模拟集成电路及射频集成电路设计工程师,以及系统ESD工程师具有较高的参考价值。随着纳米电子时代的到来,本书是一本重要的参考书,同时也是面向现代技术问题有益的启示。本书主要面向需要学习和参考EOS相关设计的工程师,或需要学习EOS相关知识的微电子科学与工程和集成电路设计专业高年级本科生和研究生。

目录

目录

译者序

作者简介

原书前言

致谢

章EOS基本原理1

1.1EOS1

1.1.1EOS成本2

1.1.2产品现场返回——EOS百分比2

1.1.3产品现场返回——无缺陷与EOS3

1.1.4产品失效——集成电路的失效3

1.1.5EOS事件的分类3

1.1.6过电流5

1.1.7过电压5

1.1.8过电功率5

1.2EOS解密6

1.2.1EOS事件6

1.3EOS源7

1.3.1制造环境中的EOS源7

1.3.2生产环境中的EOS源8

1.4EOS的误解8

1.5EOS源小化9

1.6EOS减缓9

1.7EOS损伤迹象10

1.7.1EOS损伤迹象——电气特征10

1.7.2EOS损伤迹象——可见特征10

1.8EOS与ESD11

1.8.1大/小电流EOS与ESD事件比较12

1.8.2EOS与ESD的差异 12

1.8.3EOS与ESD的相同点14

1.8.4大/小电流EOS与ESD波形比较14

1.8.5EOS与ESD事件失效损伤比较14

1.9EMI16

1.10EMC16

1.11过热应力17

1.11.1EOS与过热应力17

1.11.2温度相关的EOS18

1.11.3EOS与熔融温度18

1.12工艺等比例缩小的可靠性19

1.12.1工艺等比例缩小可靠性与浴盆曲线可靠性19

1.12.2可缩放的可靠性设计框20

1.12.3可缩放的ESD设计框20

1.12.4加载电压、触发电压和大电压20

1.13安全工作区21

1.13.1电气安全工作区22

1.13.2热安全工作区22

1.13.3瞬态安全工作区22

1.14总结及综述 23

参考文献24

第2章EOS模型基本原理30

2.1热时间常数30

2.1.1热扩散时间30

2.1.2绝热区时间常数31

2.1.3热扩散区时间常数32

2.1.4稳态时间常数32

2.2脉冲时间常数32

2.2.1ESD HBM脉冲时间常数32

2.2.2ESD MM脉冲时间常数33

2.2.3ESD充电器件模型脉冲时间常数33

2.2.4ESD脉冲时间常数——传输线脉冲33

2.2.5ESD脉冲时间常数——超快传输线脉冲34

2.2.6IEC61000-4-2脉冲时间常数 34

2.2.7电缆放电事件脉冲时间常数 34

2.2.8IEC61000-4-5脉冲时间常数 35

2.3EOS数学方法 35

2.3.1EOS数学方法——格林函数35

2.3.2EOS数学方法——图像法37

2.3.3EOS数学方法——热扩散偏微分方程39

2.3.4EOS数学方法——带变系数的热扩散偏微分方程39

2.3.5EOS数学方法——Duhamel公式39

2.3.6EOS数学方法——热传导方程积分变换43

2.4球面模型——Tasca推导46

2.4.1ESD时间区域的Tasca模型49

2.4.2EOS时间区域的Tasca模型49

2.4.3Vlasov-Sinkevitch模型50

2.5一维模型——Wunsch-Bell推导50

2.5.1Wunsch-Bell曲线53

2.5.2ESD时间区域的Wunsch-Bell模型53

2.5.3EOS时间区域的Wunsch-Bell模型54

2.6Ash模型 54

2.7圆柱模型——Arkhipov-Astvatsaturyan-Godovsyn-Rudenko推导 55

2.8三维平行六面模型——Dwyer-Franklin-Campbell推导55

2.8.1ESD时域的Dwyer-Franklin-Campbell模型60

2.8.2EOS时域的Dwyer-Franklin-Campbell模型60

2.9电阻模型——Smith-Littau推导61

2.10不稳定性63

2.10.1电气不稳定性63

2.10.2电气击穿 64

2.10.3电气不稳定性与骤回64

2.10.4热不稳定性65

2.11电迁移与EOS67

2.12总结及综述 67

参考文献68

第3章EOS、ESD、EMI、EMC及闩锁70

3.1EOS源70

3.1.1EOS源——雷击71

3.1.2EOS源——配电72

3.1.3EOS源——开关、继电器和线圈72

3.1.4EOS源——开关电源72

3.1.5EOS源——机械设备73

3.1.6EOS源——执行器 73

3.1.7EOS源——螺线管 73

3.1.8EOS源——伺服电动机73

3.1.9EOS源——变频驱动电动机75

3.1.10EOS源——电缆 75

3.2EOS失效机制76

3.2.1EOS失效机制:半导体工艺—应用适配76

3.2.2EOS失效机制:绑定线失效76

3.2.3EOS失效机制:从PCB到芯片的失效77

3.2.4EOS失效机制:外接负载到芯片失效78

3.2.5EOS失效机制:反向插入失效78

3.3失效机制——闩锁或EOS78

3.3.1闩锁与EOS设计窗口79

3.4失效机制——充电板模型或EOS79

3.5总结及综述80

参考文献80

第4章EOS失效分析83

4.1EOS失效分析83

4.1.1EOS失效分析——信息搜集与实情发现85

4.1.2EOS失效分析——失效分析报告及文档86

4.1.3EOS失效分析——故障点定位 87

4.1.4EOS失效分析——根本原因分析87

4.1.5EOS或ESD失效分析——可视化失效分析的差异87

4.2EOS失效分析——选择正确的工具91

4.2.1EOS失效分析——无损检测方法92

4.2.2EOS失效分析——有损检测方法93

4.2.3EOS失效分析——差分扫描量热法93

4.2.4EOS失效分析——扫描电子显微镜/能量色散X射线光谱仪94

4.2.5EOS失效分析——傅里叶变换红外光谱仪94

4.2.6EOS失效分析——离子色谱法 94

4.2.7EOS失效分析——光学显微镜 95

4.2.8EOS失效分析——扫描电子显微镜96

4.2.9EOS失效分析——透射电子显微镜96

4.2.10EOS失效分析——微光显微镜工具97

4.2.11EOS失效分析——电压对比工具98

4.2.12EOS失效分析——红外热像仪98

4.2.13EOS失效分析——光致电阻变化工具99

4.2.14EOS失效分析——红外-光致电阻变化工具99

4.2.15EOS失效分析——热致电压变化工具100

4.2.16EOS失效分析——原子力显微镜工具101

4.2.17EOS失效分析——超导量子干涉仪显微镜102

4.2.18EOS失效分析——皮秒级成像电流分析工具103

4.3总结及综述105

参考文献106

第5章EOS测试和仿真109

5.1ESD测试——器件级109

5.1.1ESD测试——人体模型109

5.1.2ESD测试——机器模型111

5.1.3ESD测试——带电器件模型113

5.2传输线脉冲测试114

5.2.1ESD测试——传输线脉冲115

5.2.2ESD测试——超高速传输线脉冲117

5.3ESD测试——系统级118

5.3.1ESD系统级测试——IEC 61000-4-2118

5.3.2ESD测试——人体金属模型118

5.3.3ESD测试——充电板模型119

5.3.4ESD测试——电缆放电事件120

5.4EOS测试122

5.4.1EOS测试——器件级122

5.4.2EOS测试——系统级123

5.5EOS测试——雷击123

5.6EOS测试——IEC 61000-4-5124

5.7EOS测试——传输线脉冲测试方法和EOS125

5.7.1EOS测试——长脉冲TLP测试方法125

5.7.2EOS测试——TLP方法、EOS和Wunsch–Bell模型125

5.7.3EOS测试——对于系统EOS评估的TLP方法的局限125

5.7.4EOS测试——电磁脉冲126

5.8EOS测试——直流和瞬态闩锁126

5.9EOS测试——扫描方法127

5.9.1EOS测试——敏感度和脆弱度127

5.9.2EOS测试——静电放电/电磁兼容性扫描127

5.9.3电磁干扰辐射扫描法129

5.9.4射频抗扰度扫描法130

5.9.5谐振扫描法131

5.9.6电流传播扫描法131

5.10总结及综述134

参考文献134

第6章EOS鲁棒性——半导体工艺139

6.1EOS和CMOS工艺139

6.1.1CMOS工艺——结构 139

6.1.2CMOS工艺——安全工作区140

6.1.3CMOS工艺——EOS和ESD失效机制141

6.1.4CMOS工艺——保护电路144

6.1.5CMOS工艺——绝缘体上硅148

6.1.6CMOS工艺——闩锁149

6.2EOS、射频CMOS以及双极技术150

6.2.1RF CMOS和双极技术——结构151

6.2.2RF CMOS和双极技术——安全工作区151

6.2.3RF CMOS和双极工艺——EOS和ESD失效机制151

6.2.4RF CMOS和双极技术——保护电路155

6.3EOS和LDMOS电源技术156

6.3.1LDMOS工艺——结构156

6.3.2LDMOS晶体管——ESD电气测量159

6.3.3LDMOS工艺——安全工作区160

6.3.4LDMOS工艺——失效机制160

6.3.5LDMOS工艺——保护电路162

6.3.6LDMOS工艺——闩锁163

6.4总结和综述164

参考文献164

第7章EOS设计——芯片级设计和布图规划165

7.1EOS和ESD协同综合——如何进行EOS和ESD设计165

7.2产品定义流程和技术评估 166

7.2.1标准产品确定流程 166

7.2.2EOS产品设计流程和产品定义 167

7.3EOS产品定义流程——恒定可靠性等比例缩小168

7.4EOS产品定义流程——自底向上的设计 168

7.5EOS产品定义流程——自顶向下的设计 169

7.6片上EOS注意事项——焊盘和绑定线设计170

7.7EOS外围I/O布图规划 171

7.7.1EOS周边I/O布图规划——拐角中VDD-VSS电源钳位的布局171

7.7.2EOS周边I/O布图规划——离散式电源钳位的布局173

7.7.3EOS周边I/O布图规划——多域半导体芯片173

7.8EOS芯片电网设计——符合IEC规范电网和互连设计注意事项174

7.8.1IEC 61000-4-2电源网络175

7.8.2ESD电源钳位设计综合——IEC 61000-4-2相关的ESD电源钳位176

7.9PCB设计177

7.9.1系统级电路板设计——接地设计177

7.9.2系统卡插入式接触 178

7.9.3元件和EOS保护器件布局178

7.10总结和综述 179

参考文献179

第8章EOS设计——芯片级电路设计181

8.1EOS保护器件 181

8.2EOS保护器件分类特性181

8.2.1EOS保护器件分类——电压抑制器件182

8.2.2EOS保护器件——限流器件 182

8.3EOS保护器件——方向性184

8.3.1EOS保护器件——单向184

8.3.2EOS保护器件——双向184

8.4EOS保护器件分类——I-V特性类型 185

8.4.1EOS保护器件分类——正电阻I-V特性类型185

8.4.2EOS保护器件分类——S形I-V特性类型 186

8.5EOS保护器件设计窗口187

8.5.1EOS保护器件与ESD器件设计窗口187

8.5.2EOS与ESD协同综合 188

8.5.3EOS启动ESD电路 188

8.6EOS保护器件——电压抑制器件的类型 188

8.6.1EOS保护器件——TVS器件189

8.6.2EOS保护器件——二极管189

8.6.3EOS保护器件——肖特基二极管189

8.6.4EOS保护器件——齐纳二极管190

8.6.5EOS保护器件——晶闸管浪涌保护器件190

8.6.6EOS保护器件——金属氧化物变阻器 191

8.6.7EOS保护器件——气体放电管器件192

8.7EOS保护器件——限流器件类型 194

8.7.1EOS保护器件——限流器件——PTC器件194

8.7.2EOS保护器件——导电聚合物器件 195

8.7.3EOS保护器件——限流器件——熔丝197

8.7.4EOS保护器件——限流器件——电子熔丝198

8.7.5EOS保护器件——限流器件——断路器198

8.8EOS保护——使用瞬态电压抑制器件和肖特基二极管跨接电路板的电源和地200

8.9EOS和ESD协同综合网络200

8.10电缆和PCB中的EOS协同综合201

8.11总结和综述 202

参考文献202

第9章EOS的预防和控制204

9.1控制EOS 204

9.1.1制造中的EOS控制 204

9.1.2生产中的EOS控制 204

9.1.3后端工艺中的EOS控制205

9.2EOS小化206

9.2.1EOS预防——制造区域操作 207

9.2.2EOS预防——生产区域操作 208

9.3EOS小化——设计过程中的预防措施209

9.4EOS预防——EOS方针和规则 209

9.5EOS预防——接地测试209

9.6EOS预防——互连210

9.7EOS预防——插入210

9.8EOS和EMI预防——PCB设计210

9.8.1EOS和EMI预防——PCB电源层和接地设计210

9.8.2EOS和EMI预防——PCB设计指南——器件挑选和布局211

9.8.3EOS和EMI预防——PCB设计准则——线路布线与平面211

9.9EOS预防——主板213

9.10EOS预防——板上和片上设计方案213

9.10.1EOS预防——运算放大器213

9.10.2EOS预防——低压差稳压器214

9.10.3EOS预防——软启动的过电流和过电压保护电路214

9.10.4EOS预防——电源EOC和EOV保护215

9.11高性能串行总线和EOS217

9.11.1高性能串行总线——FireWire和EOS218

9.11.2高性能串行总线——PCI和EOS218

9.11.3高性能串行总线——USB和EOS219

9.12总结和综述219

参考文献219

0章EOS设计——电子设计自动化223

10.1EOS和EDA 223

10.2EOS和ESD设计规则检查223

10.2.1ESD设计规则检查 223

10.2.2ESD版图与原理图验证224

10.2.3ESD电气规则检查225

10.3EOS电气设计自动化226

10.3.1EOS设计规则检查226

10.3.2EOS版图与原理图对照验证227

10.3.3EOS电气规则检查228

10.3.4EOS可编程电气规则检查229

10.4PCB设计检查和验证229

10.5EOS和闩锁设计规则检查231

10.5.1闩锁设计规则检查 231

10.5.2闩锁电气规则检查 235

10.6总结和综述238

参考文献239

1章EOS项目管理242

11.1EOS审核和生产的控制242

11.2生产过程中的EOS控制243

11.3EOS和组装厂纠正措施244

11.4EOS审核——从制造到组装控制244

11.5EOS程序——周、月、季度到年度审核245

11.6EOS和ESD设计发布 245

11.6.1EOS设计发布过程246

11.6.2ESD详尽手册246

11.6.3EOS详尽手册248

11.6.4EOS检查表250

11.6.5EOS设计审查252

11.7EOS设计、测试和认证253

11.8总结和综述253

参考文献253

2章未来技术中的过电应力256

12.1未来工艺中的EOS影响256

12.2先进CMOS工艺中的EOS257

12.2.1FinFET技术中的EOS257

12.2.2EOS和电路设计258

12.32.5-D和3-D系统中的EOS意义258

12.3.12.5-D中的EOS意义259

12.3.2EOS和硅介质层 259

12.3.3EOS和硅通孔260

12.3.43-D系统的EOS意义262

12.4EOS和磁记录263

12.4.1EOS和磁电阻263

12.4.2EOS和巨磁电阻265

12.4.3EOS和隧道磁电阻265

12.5EOS和微机265

12.5.1微机电器件265

12.5.2MEM器件中的ESD担忧266

12.5.3微型电动机267

12.5.4微型电动机中的ESD担忧267

12.6EOS和RF-MEMS269

12.7纳米结构的EOS意义270

12.7.1EOS和相变存储器270

12.7.2EOS和石墨烯272

12.7.3EOS和碳纳米管272

12.8总结和综述273

参考文献274

附录280

附录A术语表280

附录B标准284



作者介绍

Steven H.Voldman博士由于在CMOS、SOI和SiGe工艺下的静电放电(ESD)保护方面所作出的贡献,而成为了ESD领域的首位IEEE Fellow。他于1979年在布法罗大学获得工程学学士学位;并于1981年在麻省理工学院(MIT)获得了电子工程方向的一个硕士学位;后来又在MIT获得第二个电子工程学位(工程硕士学位);1986年他在IBM的驻地研究员计划的支持下,从佛蒙特大学获得了工程物理学硕士学位,并于1991年从该校获得电子工程博士学位。他作为IBM研发团队的一员已经有25年的历史,主要致力于半导体器件物理、器件设计和可靠性(如软失效率、热电子、漏电机制、闩锁、ESD和EOS)的研究工作。他在ESD和CMOS闩锁领域获得了245项美国。

文摘


序言



探索微观世界的奥秘:从电子的跃迁到信息洪流的构建 导言 我们生活在一个由电驱动的时代,从指尖划过的智能手机,到支撑现代社会运转的庞大电网,电无处不在,无形地塑造着我们的生活方式和科技进程。然而,在这些宏伟的成就背后,隐藏着一个至关重要却常常被忽视的领域:电力的精确控制与安全运行。特别是在电子器件日益微型化、集成度不断提升的今天,如何驾驭那些看不见的能量“洪流”,防止它们对脆弱的电路造成意想不到的破坏,成为技术发展的关键挑战。本书将带领读者深入探索电能的奇妙世界,揭示其蕴藏的巨大能量如何被转化为信息,以及我们如何巧妙地控制和引导这些能量,以确保科技的平稳前行。 第一部分:电力的基础脉络——微观粒子的运动与相互作用 要理解电力的本质,必须回溯到最基本的研究对象——原子。原子由原子核和围绕原子核运动的电子组成。正是这些微小的带电粒子,构成了电流的基石。我们将从原子结构入手,深入剖析电子的离域化,以及其在特定条件下产生的定向运动,从而形成我们熟悉的电流。这一过程并非总是平滑的,微观粒子在不同的能量状态之间跃迁,每一次跃迁都伴随着能量的吸收或释放,这构成了电化学反应、光电转换等诸多物理化学现象的根源。 原子结构与电子排布: 电子并非随意存在于原子周围,而是遵循特定的能级规律。这些能级如同楼梯的台阶,电子只能在这些固定的台阶上停留。当我们向原子提供能量时,电子会“跳”到更高的台阶,一旦能量消失,它们又会“落”回原来的台阶,并在这个过程中释放出能量,这可能是光、热,甚至是其他形式的能量。这种能级的概念,对于理解半导体材料的导电机制至关重要。 自由电子与束缚电子: 在不同的物质中,电子与原子核之间的束缚力强弱不同。金属材料中的电子,其束缚力较弱,可以相对自由地移动,形成“自由电子”海洋。正是这些自由电子的流动,构成了良好的导电性。而绝缘体材料中的电子,则被牢牢束缚在原子核周围,几乎无法自由移动,因此导电性极差。半导体材料则处于两者之间,通过外界条件(如温度、光照、掺杂)的调控,可以改变电子的束缚状态,从而实现对电流的精确控制。 能量的跃迁与辐射: 电子在能级之间的跃迁,是能量守恒定律在微观层面的体现。当电子从高能级跃迁到低能级时,多余的能量会以光子的形式辐射出来,这就是发光二极管(LED)的发光原理。反之,当电子吸收光子或其他形式的能量时,也会跃迁到更高的能级,这是光伏效应(太阳能电池)的基础。理解这些能量的转换过程,是设计高效光电器件和能量采集系统的关键。 电场与磁场的相互作用: 变化的电场会产生磁场,变化的磁场又会产生电场,这种相互作用构成了电磁场。电磁场的存在,不仅是信息传播(如无线电波)的载体,也对电子器件的运行产生着深远的影响。例如,强烈的电磁干扰可能会导致电路工作失常,甚至损坏器件。 第二部分:电路的生命线——电流的引导与保护 电子器件的运行,离不开精心设计的电路。电路如同城市的交通网络,负责将电力从电源输送到各个用电设备。然而,在电力输送和转换的过程中,往往会产生各种“意外”的能量波动,这些波动如果不加以控制,可能会对精密的电子元件造成不可逆的损害。本书将深入探讨如何通过各种电路设计和保护机制,确保电流的稳定、安全流通。 导体的电阻特性: 即使是导电性最好的金属,其内部也存在一定的电阻。电阻意味着电流在通过导体时会消耗一部分能量,并产生热量。材料的电阻率、导体的几何形状(长度、截面积)以及温度都会影响电阻的大小。因此,在设计电路时,需要选择合适的导线材料和规格,以最小化能量损耗和发热。 半导体材料的奇妙特性: 半导体材料是现代电子工业的基石。通过在纯净的半导体晶体中掺入微量的杂质(掺杂),可以精确地改变其导电性能。例如,P型半导体中存在较多的“空穴”(电子缺失的位点),而N型半导体中则富含自由电子。当P型和N型半导体结合形成PN结时,会在其界面形成一个特殊的势垒,这使得电流只能单向通过,从而实现了整流、放大等功能,这是晶体管、二极管等基本电子元件的核心原理。 稳压与限流技术: 电源的输出电压并非总是恒定的,会受到负载变化、电网波动等因素的影响。不稳定的电压可能导致电子器件工作异常。稳压器通过复杂的反馈机制,能够将波动的输入电压稳定在设定的范围内。限流技术则是为了防止电路过载,当电流超过安全阈值时,限流器会自动降低电流,保护设备免受损坏。 滤波与储能元件: 电路中常常需要对信号进行“净化”,去除不必要的噪声和杂质,这就需要滤波器的作用。电容器和电感器是构成滤波器的基本元件,它们能够储存和释放电能,从而改变信号的频率特性。例如,电容器可以阻止直流信号通过,而允许交流信号通过,这在信号耦合和去耦电路中非常常见。储能元件还可以缓冲电源的瞬时电压跌落,提供短时供电。 第三部分:系统级的安全保障——应对电力的“潜在威胁” 在复杂的电子系统中,单个器件的正常工作固然重要,但整个系统的稳定性与安全性更是关键。各种外部干扰、内部故障,都可能引发连锁反应,对整个系统造成威胁。本书将重点关注如何从系统层面构建强大的防护体系,确保信息的高效、可靠传输。 过电应力(EOS)的成因与危害: EOS,即过电应力,是指电子器件在承受超出其设计规格的电压、电流或能量时所产生的瞬时、高强度的电应力。其成因多种多样,可能来自于静电放电(ESD)、雷击浪涌、电源开关时的瞬态电压、甚至是在生产制造过程中不当的操作。EOS一旦发生,其破坏性往往是灾难性的,轻则导致器件性能下降,重则直接烧毁器件,影响整个系统的正常运行。 静电放电(ESD)的防护: 静电是我们在日常生活中常常遇到的现象,例如触摸金属门把手时产生的“电击”。在电子制造过程中,人体、设备、甚至包装材料都可能积聚静电。一旦这些静电通过放电的方式施加到敏感的电子器件上,其极高的电压和瞬间的电流强度,足以瞬间摧毁微观的电路结构。因此,ESD防护是电子产品设计和生产过程中不可或缺的一环。 浪涌保护技术的应用: 雷击、电力线上的开关操作等,都可能引发瞬间的高电压、大电流浪涌。这些浪涌能量巨大,如果没有有效的防护措施,会迅速侵入电子系统,造成设备损坏。浪涌保护器(如TVS管、压敏电阻)能够在检测到异常高电压时,迅速导通,将浪涌电流引导至地,从而保护后端的电子元件。 电源完整性与信号完整性: 在高速数字系统中,电源的稳定性和信号的清晰度至关重要。电源完整性(Power Integrity)关注的是为芯片提供稳定、纯净的电源供应,防止电压跌落和噪声干扰。信号完整性(Signal Integrity)则关注的是信号在传输过程中能够保持其原始形状和时序,不受反射、串扰等因素的影响。二者相互关联,共同决定了系统的可靠性。 系统级可靠性设计: 除了器件层面的防护,系统设计者还需要考虑冗余备份、容错机制、故障检测与隔离等策略,以提高整个系统的鲁棒性。例如,在关键系统中设置备用电源,在某个模块发生故障时能够自动切换到备用模块,从而保证系统的持续运行。 结语 从微观粒子的能量跃迁,到宏观世界的信息洪流,电力的每一次运动都蕴含着深刻的物理原理和精妙的设计智慧。本书正是希望能够揭开这层神秘的面纱,让读者理解电力的基本规律,掌握电路的运行机制,并学会如何应对电力世界中潜藏的“潜在威胁”。通过对EOS器件、电路与系统的深入剖析,我们不仅能够更好地设计和使用电子产品,更能从中体会到人类智慧如何驾驭自然力量,创造更加美好的未来。这趟探索之旅,将带你领略电子世界的无限可能,点燃你对科技创新的热情。

用户评价

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这本书的封面设计相当朴实,但信息量却很丰富。我是在一个朋友的推荐下了解到这本书的,他是一位在电子产品可靠性领域工作多年的工程师。他提到,在实际工作中,经常会遇到一些设备在不寻常的电压或电流条件下失效,而这种失效模式又不像短路或开路那样容易诊断。他将这种现象归结为“过电应力”,并强烈推荐我阅读这本书,以期更深入地理解其背后的机理和应对策略。虽然我本人并非直接从事相关研发工作,但作为一名电子工程专业的学生,我对提升电子设备在极端环境下的鲁棒性一直充满兴趣。我希望通过这本书,能够系统地学习到关于过电应力的基础理论,例如其产生的具体原因,比如静电放电(ESD)、浪涌(Surge)等,以及这些应力对不同类型器件(如半导体、电容、电感等)可能造成的损伤机制。同时,我也很期待书中能够提供一些实用的电路设计和系统集成方面的指导,帮助工程师在产品设计阶段就能够有效地预防或减轻过电应力的影响,从而提高产品的整体可靠性和使用寿命。我个人对书中关于如何通过元器件选型、PCB布局、防护电路设计等方面的具体建议尤为关注。

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这本《过电应力(EOS)器件、电路与系统》的出现,可以说是填补了我一直以来在理解和解决一些产品早期失效问题时存在的认知空白。在我之前的经验中,常常遇到一些看似设计良好、参数也完全符合规格的产品,却在实际使用过程中出现离奇的损坏,而且这种损坏的发生往往没有明显的规律可循。有时候,一次偶然的电源波动,或者简单的接触不良,就可能导致整个电路板的报废。这本书的标题直接点明了问题的核心——“过电应力”。我猜测,书中一定会对过电应力的具体表现形式进行详细的阐述,例如,它和我们通常所说的ESD(静电放电)有什么区别和联系,以及在不同的应用场景下,EOS会以何种方式影响电路的稳定性和器件的寿命。我非常期待书中能够深入剖析EOS对各类电子元器件,尤其是现代微电子器件所带来的物理损伤机理,例如热击穿、隧道击穿等。此外,书中关于“电路与系统”的部分,也让我对其应用价值充满了期待。我希望它能提供一套系统性的方法论,指导我们如何在电路设计阶段就构建起有效的EOS防护措施,例如如何选择合适的保护器件,如何优化PCB布局以减小感应应力,以及在整个系统层面如何协同工作,构建出更加可靠的电子产品。

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作为一名电子产品测试工程师,我每天都在与各种各样的电子设备打交道,并且要确保它们在各种环境下都能稳定运行。然而,在实际的失效分析过程中,我们经常会遇到一些非常棘手的案例,即产品在经历了某些电应力冲击后发生损坏,但这种损坏的起因并不明确,甚至难以通过常规的测试手段复现。我的理解是,这本书正是针对这类“过电应力(EOS)”问题展开深入探讨的。我希望书中能够清晰地界定EOS与ESD(静电放电)等其他电应力之间的区别与联系,并详细阐述EOS产生的各种物理和电气原因。我尤其关注书中关于EOS如何影响不同类型电子器件(如半导体器件、被动元器件等)的损伤机制的描述,例如过电压、过电流引起的器件内部击穿、热效应等。更重要的是,我期待书中能够提供切实可行的工程解决方案。这包括如何在电路设计阶段就集成有效的EOS防护措施,例如如何选择和应用合适的保护器件(如TVS二极管、压敏电阻等),以及在PCB布局、布线方面有哪些需要注意的细节,以最大程度地降低EOS对电路的潜在威胁。

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我一直对电子产品的可靠性设计抱有浓厚的兴趣,尤其是那些影响产品长期稳定运行的潜在因素。在我看来,“过电应力(EOS)”这个概念,比单纯的静电防护(ESD)要更为广泛和复杂,它涵盖了更广谱的异常电气条件。我听说这本书详细讲解了EOS的成因、表现以及对器件、电路和系统的影响。我非常好奇的是,书中是如何从理论层面去解释EOS产生的根源的?例如,它是否会涉及到电源浪涌、操作失误、甚至某些未知的环境因素?我更期待的是,书中能够提供具体的电路设计指导,帮助工程师在实际项目中有效地应对EOS。这可能包括如何通过合理的电路拓扑、元器件的选型和参数设计,来构建能够抵御EOS的保护机制。我也希望书中能有一些关于系统级EOS防护的讨论,因为一个产品的可靠性往往是各个子系统协同作用的结果。比如,如何通过电源管理、信号完整性设计等来共同提升系统的整体抗EOS能力。这本书的出版,对我来说,就像是获得了一把解开复杂可靠性问题的钥匙。

评分

这本书的书名《过电应力(EOS)器件、电路与系统》让我觉得非常专业且具有实践指导意义。在我过去的工作经验中,也曾遇到过设备因为一些突发性的、难以归咎于设计缺陷的电气故障而失效,这些故障有时候难以用传统的ESD(静电放电)理论来解释。我推测,“过电应力”正是描述这类现象的一个更精确的术语。我非常期待这本书能够详细阐述EOS的来源和机制,例如,它与电源的瞬态电压、电流的过载、或者某些特殊的电磁干扰之间的关系。更重要的是,我关注书中在“器件、电路与系统”这三个层面所提供的具体解决方案。我希望能够学到如何在选择和设计电子元器件时,就考虑到其对EOS的耐受能力;如何在具体的电路设计中,集成有效的EOS保护措施,比如如何合理配置限流、限压元件;以及在构建完整的电子系统时,如何通过整体的架构和协同设计,来提高系统的抗EOS能力。这本书的内容,对于任何希望提升产品可靠性的工程师来说,都具有重要的参考价值。

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