大功率注入法!基于稳压器的电磁敏感度研究

1. 引言
集成电路电磁兼容性研究分为两大部分:emi和ems,emi指的是电磁干扰,ems指的是电磁敏感度。目前而言,作为emc领域中两大研究领域,emi和ems问题在芯片的研制过程中都扮演着极其重要的角色。
2. 大功率注入法
大功率注入法是ems研究中的重要研究方法,便于研究人员进行模型的提取与仿真,模拟试验过程,通俗的说便于学术研究,发表研究论文,目前关于电磁敏感度的相关研究基本采用大功率注入法。此外,还有大电流注入法、tem小室法、法拉第笼法等。这里主要介绍大功率注入法。行业里,大功率注入法也称直接功率注入法,不同的研究机构会对称呼会有所区别,测试流程如图1所示。
图1大功率注入法测试流程
3. 基于稳压器的电磁敏感度研究
在行业内,研究人员逐渐关注集成电路电磁兼容的研究,关于芯片的电磁敏感度研究成果陆续出现,如控制器、处理器、稳压器等。
ldo稳压器,低压差线性稳压器,特点是:成本低、自身噪声以及噪音微小。其工作原理是通过反馈网络调整mos管的压降,进而使得输出电压不变。以一个简单的ldo为例,稳压管采用pnp管。芯片包含三个引脚vin、gnd、vout。
图2 ldo稳压器ems测试原理框图
在引脚1上加上正常5v电压,在3引脚上加上监测设备观察输出电压变化。不加emi情况下,3引脚上会稳定输出5v的电压大小,同时,电压幅值大小不超过100mv。采用直接功率注入法,在1引脚加上emi干扰波形,电压幅值会发生变化,当超过200mv时,判定芯片失效,记录注入功率大小,作为失效判据。注意:失效判据是以研究对象不同,失效判据的要求也一般不同,不同的芯片的制造厂家会对失效判据具有不同要求,可根据实际情况定义。
电磁敏感度研究属于电磁可靠性研究范畴。可考虑外界因素对ldo稳压器的影响:
一、温度。可研究稳压器在不同温度下的电磁敏感度情况,这就需要实验室具备高低温试验箱;
二、电应力。可研究不同电应力情况下,稳压器的电磁敏感度变化水平。
4. 总结
本文介绍了采用大功率注入法的基于稳压器的电磁敏感度研究案例,及其失效判据的定义,给出了在电磁敏感度研究过程中可进一步研究的方法思路。

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