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请教这个电路的耐压能力

时间:10-02 整理:3721RD 点击:



如图所示,Zener的限压是5.8V,NPN的BVceo是11V,BVcbo是30V。
实测结果是28~30V,不知为何,求解。

这个除了跟工艺和layout有关,他的耐压还与什么有关?

耐压能力基本上就是工艺约束的吧。这是40V的工艺。但就是想不明白实际测试耐压30V是怎么回事。因为我观察到的是30V后电路直接烧毁,也可能是Q1流过的电流早就过了BV限了。仁兄,你怎么看?

30伏在哪里加的?

加到30V时候,npn的VCE是多少?VCE过压了吧

没法测啊亲。按照BVceo来推算,应该在20V就已经fail了,这也是想不通的地方啊。

那就是这里坏了,bjt很耐坏的,BVceo=11V VCE=20多V不坏正常,只是可靠性和器件参数会变,而且你是在30V烧坏的,bjt要想烧坏是何其的难啊!

烧坏的应该不是bjt,是我后面的负载,我用的电流源简要代替了,那个负载用的低压器件,最高耐压8V

一定是zener或者npn先坏的,否则后面看不到高压。

个人认为是npn先出问题



是哦,我想歪了。多谢指正!

负载到地的电流有限,只要CE一击穿,E点电压就往上抬,导致BE结截止。所以这个击穿路径是CB结,然后从zener流入地,电压粗略是6V + 30V,虽然给出的是BV_CBO ,BV_CEO,但实际端口不悬空的,所以击穿电压比这些标准参数有些差异

谢谢回复。请问一下如果负载耐压8v,您认为是cb结先穿,还是负载先挂呢?

开始击穿的时候,会有个大电流从集电极到基极,这个电流基本流过zener,所以有两种可能性,一种是Q1和zener耐住了这个电流,zener内阻较大,电压上升令到低压部分损坏。
我觉得zener先损坏的可能性大,这个结高掺杂而且N+区浅,低压那边也是结击穿(比栅氧击穿电压低)

结击穿可恢复的情况比较多,但我测试的时候,损坏都是不可恢复的。

这个结构不完全等同于一个zener和一个反向diode的简单串联,可能有snapback,观察不到电流逐渐变大的现象,能否恢复就看电流大小了

谢谢你,解释的非常清楚~

1. q1 base > zener 5.8vQ1 on , 如果 bjt base 電流夠大會不會使用 q1 變 switch on
bjt 還有 parastic Cap , 雖然說 bjt emitter = zener - Vbe , 但是實測瞬間有高壓
如果你 vcc 直接給 sin-wave 就可能看到 可能是bjt parastic Cap ,
最好是 Q1 emitter 併電容 (給直流就不會)
2. zener clamp 5.8v 得看能力, 如果流過 zener current 太大也會使 zener 5.8v 開始變高
3. 如果是 IC process 類,bipolar 都有 leakage current , 雖然說 BVcebo=30v
但你得先看多少電流?
有碰到 一家 bipolar 40v process ,因為 bjt area x10 .
結果 base current > 1ua 下 npn 誤導通,最後FIB 把 bjt cut 才確定是 bjt leakage ,
代工廠只有說1ua40v . 但是是 M=1

学习了。

谢谢回复。
关于第一点,首先我给的电压不是突变的,是慢慢上升至30伏时烧毁,而且实际电路里我在b端放了mos cap来抑制瞬变。zener稳压psrr就是很低是没办法的,结构简单省面积嘛。
关于第二点,如果是烧zener,应该在电压接近烧段前,电流要显著高于正常值吧,这个现象没有发现。
第三点,不太理解,你是说较大的ib会使BVebo降低么?这个问题有没有办法验证呢?还请给点建议。
再次感谢。

不是
而是 BVcbo 你可去看FAB 提供資料可能是量Ic=1uBV=40v .
但是 如果 Ic=100ua ?BV 還是 40v 嗎?
我先前做過 darlington npn .因為 Ib 被放大 , 雖然 BV=40v 但實測 35v breakdown
沒法解決 , 因為先天工藝的 40v Ic=1ua .代工廠說自己沒問題 .
因為代工廠也沒量錯, 問題是我們 bjt 不可能使用 M=1 . 你可能 M= N
你只能改設計 .

了解了,我去查查工艺。谢谢!

综合各种现象来看,我有点明白了,原来npn的耐压很可能和基极驱动电路的情况(往地sink电流)有关
例如测VCEO的时候,因为基极是悬空的,CB结的漏电流完全流过BE结,这导致了BV_CEO击穿电压较低,
但在大多数情况下,基极是有前级电路驱动的,也就是会吸收一部分CB结的漏电流,所以这时候CE的击穿电压在BV_CEO和BV_CBO之间
驱动信号强的情况,会吸收大部分的CB结的漏电流,这时候CE的击穿电压会接近BV_CBO。
像你遇到的情况,可能工厂和你都没错,只是你们的测试条件是不同的,工厂测试的时候用了稍强的基极驱动源。
所以工厂一般给出的参数是BV_CEO和BV_CBO,BV_CEO保证一个最低的耐压,因为各种基极驱动电路的情况下击穿电压都可能不同。
以上是个人观点,谢谢!

我說的是 device leakage .
假設 mosgate oxide leakage 如果 M=110na
當 m=100絕對不是 10na .
bipolar 量到 BVcbo也是某條件下 .所以當你 bjtarea 變大時 leakage 變多.
如同我們一般判斷 breakdown 可以是 vcc=40I_leakage=1ua 量到 40v
但是 因為你BJT 併很多顆當拿到I=1ua 可能BV 不是40v 是 30v

这两天查了下资料,发现我所描述的情况要用BVcez参数来判断,而BVcez小于BVceo,所以耐压更不可靠。(见http://wk.baidu.com/view/e44d07f3aef8941ea76e0550?pcf=2)。但我思来想去,依然存在ce被击穿后,先烧毁负载的可能(BVebo有12v),我准备用pcm上结构试试。仁兄,你怎么看?

学长,你们是40V工艺?做driver的?

是40v,不是driver。

能有可靠的方案验证你的判断,也是一个解决的尝试。大家给出的都是判断,最终都要验证才能检验正确性



今天测试过了,确实如我所猜测的那样,当VDD的电压上升到一定时候,CE击穿,负载上电压升高,并且确实在30V时,负载电压达到了耐压极限。
多谢各位仁兄这些天的讨论和指点,收益匪浅。

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