CMOS电平的介绍和CMOS的闩锁效应详细概述

本篇主要针对CMOS电平，详细介绍一下CMOS的闩锁效应。

1、Latchup

闩锁效应是指CMOS电路中固有的寄生可控硅结构（双极晶体管）被触发导通，在电源和地之间存在一个低阻抗大电流通路，导致电路无法正常工作，甚至烧毁电路。

·Latchup是指CMOS晶片中，在电源VDD和地线GND（VSS）之间由于寄生的PNP和NPN双极性BJT相互影响而产生的一低阻抗通路，它的存在会使VDD和GND之间产生大电流；

·随着IC制造工艺的发展，封装密度和集成度越来越高，产生Latchup的可能性会越来越大；

·Latchup产生的过度电流量可能会使芯片产生永久性的破坏，Latchup的防范是ICLayout的最重要措施之一；

Q1为垂直式PNPBJT，基极（base）是nwell，基极到集电极的增益可达数百倍；Q2是侧面式的NPNBJT，基极为Psubstrate，到集电极的增益可达数十倍；Rwell是nwell的寄生电阻；Rsub是substrate电阻。

以上四元件构成可控硅（SCR）电路，当无外界干扰引起触发时，两个BJT（可控硅结构）处于截止状态，集电极电流由C-B的反向漏电流构成，电流增益非常小，此时Latchup不会产生。当其中一个BJT的集电极电流受外部干扰突然增加到一定值时，会反馈至另一个BJT，从而使两个BJT因触发而同时导通，VDD至GND间形成低阻抗通路，Latchup由此而产生。