模擬集成電路設(shè)計(jì)——以LDO設(shè)計(jì)為例（原書第2版）
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叢 書 名：國(guó)際電氣工程先進(jìn)技術(shù)譯叢
模擬集成電路設(shè)計(jì)——以LDO設(shè)計(jì)為例（原書第2版）借由集成線性穩(wěn)壓器的設(shè)計(jì)，全面介紹了模擬集成電路的設(shè)計(jì)方法，包括固態(tài)半導(dǎo)體理論、電路設(shè)計(jì)理論、模擬電路基本單元分析、反饋和偏置電路、頻率響應(yīng)、線性穩(wěn)壓器集成電路設(shè)計(jì)以及電路保護(hù)和特性等。模擬集成電路設(shè)計(jì)——以LDO設(shè)計(jì)為例（原書第2版）從面向設(shè)計(jì)的角度來(lái)闡述模擬集成電路的設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)直覺(jué)和直觀、系統(tǒng)目標(biāo)、可靠性和設(shè)計(jì)流程，借助大量的實(shí)例，向初學(xué)者介紹整個(gè)模擬集成電路的設(shè)計(jì)流程，并引導(dǎo)其熟悉應(yīng)用，同時(shí)本書也適用于有經(jīng)驗(yàn)的電源集成電路設(shè)計(jì)工程師，不僅能幫助他們對(duì)模擬電路和線性穩(wěn)壓器的理論有更深刻的理解，而且書中所呈現(xiàn)的線性穩(wěn)壓器的技術(shù)發(fā)展也可以給予他們很多啟發(fā)，是一本兼具實(shí)用性和學(xué)術(shù)價(jià)值的模擬集成電路和集成線性穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)的優(yōu)秀教科書和參考書。
《模擬集成電路設(shè)計(jì)——以LDO設(shè)計(jì)為例》（原書第2版）進(jìn)行了全面修訂并擴(kuò)充了大量?jī)?nèi)容，旨在滿足新興的混合信號(hào)系統(tǒng)需求。本書講述了模擬集成電路設(shè)計(jì)的概念，并詳細(xì)闡述了如何用這些概念來(lái)指導(dǎo)低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）集成電路的設(shè)計(jì)、分析以及如何基于雙極、CMOS和BiCMOS半導(dǎo)體工藝技術(shù)來(lái)構(gòu)建LDO電路系統(tǒng)。本書十分重視對(duì)電路洞察力的培養(yǎng)，對(duì)提出的課題進(jìn)行直觀分析并得出結(jié)論。本書還展示了如何開(kāi)發(fā)和評(píng)估針對(duì)當(dāng)今日益增長(zhǎng)的無(wú)線和移動(dòng)市場(chǎng)應(yīng)用的模擬集成電路芯片。另外，書中大量的實(shí)例和章末復(fù)習(xí)思考題幫助讀者加深對(duì)這一前沿指導(dǎo)中所發(fā)展出的重要概念和技術(shù)的理解。 通過(guò)本書的學(xué)習(xí)，讀者將學(xué)會(huì)如何： 1）評(píng)估供電電源系統(tǒng)； 2）預(yù)測(cè)并制定線性穩(wěn)壓器的性能指標(biāo)以及其對(duì)電源、負(fù)載和工作條件變化的響應(yīng)特性； 3）更好地利用半導(dǎo)體器件——電阻、電容、二極管和晶體管； 4）通過(guò)組合微電子元件設(shè)計(jì)電流鏡、差動(dòng)對(duì)、差動(dòng)放大器、線性穩(wěn)壓器以及這些電路的變體； 5）閉合和穩(wěn)定調(diào)整電壓和電流的反饋控制環(huán)路； 6）設(shè)計(jì)可靠的偏置電流和電壓基準(zhǔn)電路； 7）確定模擬集成電路和模擬系統(tǒng)的小信號(hào)動(dòng)態(tài)響應(yīng)； 8）建立獨(dú)立、穩(wěn)定、無(wú)噪聲和可預(yù)測(cè)的供電電壓； 9）實(shí)現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)、熱關(guān)斷、反向電池保護(hù)和ESD保護(hù)電路； 10）測(cè)試、測(cè)量和評(píng)估線性穩(wěn)壓器芯片。
譯者序片上系統(tǒng)（System on Chip，SoC）集成需求正不斷增大，由于線性穩(wěn)壓器具有噪聲小、對(duì)負(fù)載突變的響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，在模擬和混合信號(hào)芯片中占據(jù)越來(lái)越重要的地位。 本書是佐治亞理工學(xué)院Rincón-Mora教授的最新著作，是作者20多年的商用電源微電子芯片開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)以及引領(lǐng)電源和能量調(diào)節(jié)集成電路領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的杰出研究工作的總結(jié)。本書組織嚴(yán)謹(jǐn)，內(nèi)容豐富，涵蓋了包括固態(tài)半導(dǎo)體理論、電路設(shè)計(jì)、模擬電路基本單元分析、反饋和偏置電路、頻率響應(yīng)、集成電路設(shè)計(jì)以及電路保護(hù)等模擬集成電路設(shè)計(jì)的所有基本方面。并且，在講授這些內(nèi)容時(shí)，本書十分強(qiáng)調(diào)直覺(jué)和直觀，通過(guò)本書的學(xué)習(xí)，可以培養(yǎng)讀者對(duì)于模擬電路的洞察力。本書的另一個(gè)特色是，整本書就是一個(gè)自頂向下再到頂（top-down-top）的設(shè)計(jì)實(shí)例，以線性穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)的角度，從抽象視角開(kāi)始系統(tǒng)分析，然后進(jìn)入器件級(jí)進(jìn)行基礎(chǔ)分析，之后逐漸上升到電路設(shè)計(jì)，最后再到系統(tǒng)設(shè)計(jì)，但最終設(shè)計(jì)以晶體管級(jí)的形式實(shí)現(xiàn)。因此，本書是一本十分難得的兼具實(shí)用性和學(xué)術(shù)價(jià)值的參考書籍。 本書由華中科技大學(xué)的陳曉飛組織翻譯，參加翻譯工作的人員主要有陳曉飛、鄒望輝、劉政林和鄒雪城。在本書的翻譯工作中，華中科技大學(xué)超大規(guī)模集成電路與系統(tǒng)研究中心的劉小瑞、張纓潔、王玄、許澤華、資海平、董一帆、鄒大鵬等研究生同學(xué)提供了許多幫助并參加了部分內(nèi)容的翻譯，機(jī)械工業(yè)出版社劉星寧老師給予了很大支持，在此一并表示衷心的感謝。 譯者2016年4月模擬集成電路設(shè)計(jì)以LDO設(shè)計(jì)為例（原書第2版）原 書 前 言原 書 前 言我寫作本書第1版的初衷是為了介紹、討論并分析怎樣設(shè)計(jì)、仿真、構(gòu)建、測(cè)試和評(píng)估線性低壓差（Low DropOut，LDO）穩(wěn)壓器集成電路。LDO穩(wěn)壓器集成電路在現(xiàn)代生活和新興的最先進(jìn)應(yīng)用中起到了重要的作用，并且隨著片上系統(tǒng)（SoC）集成需求的不斷增大，在持續(xù)推動(dòng)已有市場(chǎng)的同時(shí)，開(kāi)創(chuàng)出更多新市場(chǎng)，這些因素構(gòu)成了寫作本書第1版的動(dòng)力。事實(shí)上，由于噪聲的普遍性，輸入信號(hào)的未知性，以及功能負(fù)載要求負(fù)載點(diǎn)（Point of Load，PoL）穩(wěn)壓器消耗極少的功率就可以產(chǎn)生精確且快速響應(yīng)的電源電壓，因此，現(xiàn)在不包含功率調(diào)整特性的傳統(tǒng)混合信號(hào)芯片必須將系統(tǒng)和PoL電源整合在一起。在穩(wěn)壓器選擇方面，由于開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的輸出包含了大量噪聲，而這是不能容忍的，因此線性穩(wěn)壓器在模擬和混合信號(hào)芯片中占據(jù)了重要地位。 然而，對(duì)于線性穩(wěn)壓器的教學(xué)，若沒(méi)有相關(guān)模擬集成電路基礎(chǔ)的介紹，將是不完整的。因此，與業(yè)界流行書籍的寫作方式類似，本書也介紹模擬集成電路的基本理論，但是本書將從模擬集成電路直觀、面向設(shè)計(jì)的角度來(lái)介紹模擬集成電路設(shè)計(jì)，我認(rèn)為這在設(shè)計(jì)芯片時(shí)是非常有用和必要的。該理念是，不需要借助于工具書上的公式（這些公式的成立前提并非總是適用，特別是在開(kāi)發(fā)新技術(shù)時(shí)），對(duì)預(yù)測(cè)半導(dǎo)體器件的各自特性和在電路中的組合特性有必要的認(rèn)識(shí)。當(dāng)然，具備了這樣的洞察力，讀者將可能具備重現(xiàn)和驗(yàn)證教科書上已有的公式和理論的能力。 關(guān)于本書第2版 本書第2版旨在擴(kuò)充、提高和更新第1版的描述，以使概念和研究進(jìn)展更加清晰和深刻。從很多角度來(lái)看，本版都是一本全新的書。首先，我重組了章節(jié)并重寫了內(nèi)容，同時(shí)更新了幾乎全部的公式和圖標(biāo)，增加了實(shí)例和思考題，并幾乎在每個(gè)章節(jié)都增加了新的內(nèi)容。此外，本書還包括關(guān)于偏置電流和基準(zhǔn)電路的一個(gè)章節(jié)，像大部分的模擬系統(tǒng)一樣，線性穩(wěn)壓器必須依靠它們才能被喚醒和正常工作。 舉例來(lái)說(shuō)，第1版的第1章，在本版中被分為兩個(gè)部分：一個(gè)部分介紹電源系統(tǒng)；另一部分更具體地介紹線性穩(wěn)壓器。類似地，第3章也被分為兩個(gè)部分：一個(gè)部分介紹單晶體管基本單元；另一部分介紹模擬電路基本模塊。第1~3章中新的內(nèi)容包括帶寬延時(shí)、品質(zhì)因子、開(kāi)放式設(shè)計(jì)變量、偏置點(diǎn)、小信號(hào)、絕對(duì)和相對(duì)精度，以及金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）中的亞閾值、弱反型、MOS電容和溝道電阻等內(nèi)容。第4章和第5章中新的內(nèi)容包括二端口模型、頻率響應(yīng)、信號(hào)流、信號(hào)延時(shí)、增益分析、直接轉(zhuǎn)換、基極退化、基極/柵極耦合差分對(duì)和折疊式共源共柵放大器等，其中包括關(guān)于轉(zhuǎn)換速度、電源抑制、輸入?yún)⒖际д{(diào)和噪聲的討論。 除了一些基本概念之外，第6章中關(guān)于負(fù)反饋的描述完全是新的。關(guān)于靈敏度、頻率響應(yīng)、噪聲、線性度、反饋結(jié)構(gòu)、嵌入式和并行式反饋環(huán)的內(nèi)容都是新的，同時(shí)本章還介紹了13個(gè)反饋實(shí)例，并對(duì)負(fù)反饋環(huán)路的設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入解析。第7章也是新章節(jié)，內(nèi)容包括帶隙電路中的正溫度系數(shù)（Proportional To Absolute Temperature，PTAT）和負(fù)溫度系數(shù)（Complementary To Absolute Temperature，CTAT）電流、溫度補(bǔ)償、啟動(dòng)、頻率補(bǔ)償和噪聲抑制。第10章和第11章介紹了電源抑制性能提高技術(shù)和基準(zhǔn)電壓修調(diào)技術(shù)。 目標(biāo)讀者 本書從線性穩(wěn)壓器的角度，借助大量的實(shí)例，向初級(jí)微電子工程師介紹了整個(gè)模擬集成電路的設(shè)計(jì)流程，并引導(dǎo)其熟悉應(yīng)用。同時(shí)，本書也可以對(duì)幾乎沒(méi)有線性穩(wěn)壓器和集成電路設(shè)計(jì)概念的電力電子領(lǐng)域模擬電路工程師起到啟蒙引導(dǎo)作用。當(dāng)然，本書也適用于有經(jīng)驗(yàn)的電源集成電路設(shè)計(jì)工程師，相信本書不僅能幫助他們?cè)诨仡櫮M電路和線性穩(wěn)壓器的理論時(shí)有更深刻的理解，而且能從最新的線性穩(wěn)壓器的技術(shù)發(fā)展中得到啟發(fā)和激勵(lì)。 組織 本書分為11個(gè)章節(jié)。第1章和第2章類似于產(chǎn)品定義階段（但是以更偏向?qū)W術(shù)的方式），這個(gè)階段，半導(dǎo)體公司通過(guò)定義產(chǎn)品的作用和工作目標(biāo)來(lái)評(píng)估設(shè)計(jì)工作的難度，在此處，針對(duì)的是線性穩(wěn)壓器。然而，在承擔(dān)某項(xiàng)設(shè)計(jì)工作之前，一個(gè)沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的工程師必須在模擬集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到適當(dāng)?shù)挠?xùn)練，這也是第3~7章討論的內(nèi)容，即固態(tài)電子學(xué)理論和器件、單晶體管基本單元、模擬電路基本模塊、負(fù)反饋和偏置電路。有了這些背景知識(shí)，第8章又回到了線性穩(wěn)壓器，更具體地介紹了線性穩(wěn)壓器的小信號(hào)響應(yīng)，這對(duì)應(yīng)于原型開(kāi)發(fā)周期的第二階段，在此階段，設(shè)計(jì)者可以運(yùn)用第3~6章中討論的電路和反饋理論著手設(shè)計(jì)系統(tǒng)，以滿足第1~2章提出的要求。 第9~10章結(jié)合第3章的器件知識(shí)、第4~6章的電路理論和第8章的補(bǔ)償策略設(shè)計(jì)實(shí)際的穩(wěn)壓器電路，首先是第9章器件級(jí)設(shè)計(jì)，然后進(jìn)入第10章系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)。從設(shè)計(jì)者的角度來(lái)看，因?yàn)樗械哪M電路的設(shè)計(jì)訓(xùn)練以及芯片設(shè)計(jì)都會(huì)重點(diǎn)關(guān)注這部分內(nèi)容，所以這兩章就是開(kāi)發(fā)流程的重點(diǎn)。本書的最后一章即第11章討論集成電路的保護(hù)和特性，這也是產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期的最后兩個(gè)步驟。整體來(lái)看，本書是一個(gè)自頂向下再到頂（Top-Down-Top）的設(shè)計(jì)實(shí)例，全書從抽象視角開(kāi)始系統(tǒng)分析，然后進(jìn)入器件級(jí)進(jìn)行基礎(chǔ)分析，之后逐漸上升到電路設(shè)計(jì)，最后再到系統(tǒng)設(shè)計(jì)，但最終設(shè)計(jì)以晶體管級(jí)的形式實(shí)現(xiàn)。 初級(jí)工程師可以按照順序?qū)W習(xí)本書全部11章的內(nèi)容，回顧整體設(shè)計(jì)流程，充分學(xué)習(xí)模擬集成電路設(shè)計(jì)；也可以只看特定的章節(jié)以加強(qiáng)對(duì)特定模擬電路設(shè)計(jì)原則的理解，比如第3~7章關(guān)于器件、電路、反饋與偏置，第1~2章和第8~10章關(guān)于線性穩(wěn)壓器集成電路，第11章關(guān)于保護(hù)與特性。對(duì)于一個(gè)幾乎未涉足過(guò)穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)領(lǐng)域但有一定經(jīng)驗(yàn)的模擬電路設(shè)計(jì)工程師，可以不需要回顧基本模擬電路原理，直接參考第1~2章和第8~11章學(xué)習(xí)穩(wěn)壓器的特定知識(shí)。另外，資深穩(wěn)壓器芯片設(shè)計(jì)者也可以通過(guò)第1~2章和第8~11章加深對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的理解，同時(shí)在第3~7章中回顧模擬集成電路的設(shè)計(jì)原則。 為了方便讀者找到目標(biāo)章、節(jié)和小節(jié)，我盡量使每一章都獨(dú)立，將我認(rèn)為彼此相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容放在一起，且針對(duì)特定內(nèi)容劃分小節(jié)、合理命名。希望通過(guò)這樣的方式，工程師們可以更容易地找到他們感興趣的部分，并且通過(guò)內(nèi)容導(dǎo)航到相關(guān)章節(jié)。 關(guān)于寫作 總體而言，本書全面介紹了模擬集成電路的設(shè)計(jì)方法，包括固態(tài)半導(dǎo)體理論、電路設(shè)計(jì)、模擬電路基本模塊分析、反饋概念與偏置電路、頻率響應(yīng)、集成電路設(shè)計(jì)以及電路的保護(hù)與特性。與其他模擬電路書籍不同的是，本書強(qiáng)調(diào)模擬集成電路設(shè)計(jì)直觀，并將其應(yīng)用于基準(zhǔn)電路和線性穩(wěn)壓器的設(shè)計(jì)。本書呈現(xiàn)的風(fēng)格、形式和思想方式是我在該領(lǐng)域超過(guò)20年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)：作為一個(gè)模擬集成電路設(shè)計(jì)師，開(kāi)發(fā)了多款商用電源微電子芯片；作為教授和研究員，在電源和能量調(diào)節(jié)集成電路領(lǐng)域引領(lǐng)當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展。 從工業(yè)界的角度，我發(fā)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的藝術(shù)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的價(jià)值，因此，本書強(qiáng)調(diào)直覺(jué)和直觀、系統(tǒng)目標(biāo)、可靠性和設(shè)計(jì)流程。作為一個(gè)學(xué)者，我堅(jiān)持學(xué)習(xí)教學(xué)展示的藝術(shù)，理解技術(shù)深度的價(jià)值，跳出慣性思維的束縛。因此讀者會(huì)在本書中發(fā)現(xiàn)，我試圖呈現(xiàn)一個(gè)兼具實(shí)用性和學(xué)術(shù)價(jià)值的模擬集成電路和線性穩(wěn)壓器集成電路設(shè)計(jì)方法。毋庸置疑，我還有許多東西需要學(xué)習(xí)，盡管如此，希望我對(duì)本書的付出和對(duì)該領(lǐng)域的貢獻(xiàn)能夠贏得廣大讀者的充分支持，并希望讀者對(duì)于書中的不足、矛盾和不準(zhǔn)確描述給予諒解。 GabrielAlfonso Rincón-Mora博士模擬集成電路設(shè)計(jì)以LDO設(shè)計(jì)為例（原書第2版）原書前言原書前言當(dāng)今電子工業(yè)中，迫切需要理解EOS源、識(shí)別EOS并提供EOS可靠產(chǎn)品。由于制造業(yè)的不斷發(fā)展，半導(dǎo)體網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和系統(tǒng)不斷變化，可靠性的需求及EOS魯棒產(chǎn)品也在不斷變化。本書就是將基本EOS現(xiàn)象與當(dāng)今真實(shí)世界環(huán)境聯(lián)系起來(lái)。 鑒于有意義的書籍就是在今天對(duì)于片上ESD設(shè)計(jì)的教授也是有用的，本書就是使讀者對(duì)EOS有一個(gè)基本的了解。對(duì)于專家、 非專家、非技術(shù)人員及普通人,了解當(dāng)今世界問(wèn)題也是有必要的。今天，我們周圍的現(xiàn)實(shí)世界的EOS問(wèn)題無(wú)處不在，會(huì)發(fā)生在制造環(huán)境、電源、機(jī)械、執(zhí)行器、電磁閥、電烙鐵、電纜和照明各行各業(yè)中。當(dāng)有開(kāi)關(guān)、接地不良,接地回路,噪聲和瞬變現(xiàn)象時(shí)，將會(huì)在EOS器件和印制電路板上產(chǎn)生一個(gè)電勢(shì)。因此，對(duì)于專家及非專家，都需要了解并處理身邊的EOS問(wèn)題，進(jìn)而來(lái)避免它。 圍繞該主題的第一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是觀念，EOS難以量化和定義。在ESD開(kāi)發(fā)早期,這種看法也是真實(shí)的。結(jié)果是當(dāng)今就沒(méi)有關(guān)于EOS的教科書，據(jù)了解，系統(tǒng)與產(chǎn)品良率效益的較顯著的百分比是與EOS相關(guān)的。 第二個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是信念，即EOS中很難區(qū)分的ESD失效。但該區(qū)分對(duì)于定義器件或系統(tǒng)失效的根源很重要。因此，在本書中，將會(huì)再次強(qiáng)調(diào)。 第三個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是不可能在相同的講座、教程、資源或教科書中將EOS和ESD魯棒產(chǎn)品的技術(shù)與方法一起探討。實(shí)際情況是關(guān)于電磁兼容（EMC）和ESD的探討及培訓(xùn)通常是分別講授的。 本書有多個(gè)目標(biāo)。 1)講授EOS的基礎(chǔ)與概念，以及與它們相關(guān)的半導(dǎo)體制造、操作及封裝中真實(shí)世界中的工序。 2)為EOS量化提供雄厚的技術(shù)基礎(chǔ)，突出數(shù)學(xué)和物理分析。在這種方式中，理解熱物理作用和關(guān)系是至關(guān)重要的。 3)區(qū)分EOS和ESD。通過(guò)重點(diǎn)關(guān)注脈沖波形和時(shí)間尺度來(lái)實(shí)現(xiàn)。本書將不斷通過(guò)從源到數(shù)學(xué)模型來(lái)強(qiáng)化它們之間的差異。 4)討論與其他學(xué)科的交叉，如電磁干擾（EMI）、EMC和閂鎖。 5)向讀者揭示EOS測(cè)試以及半導(dǎo)體芯片和系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。我們將再次區(qū)分EOS和ESD之間的測(cè)試和標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)揭示如何進(jìn)行半導(dǎo)體芯片和系統(tǒng)的EOS保護(hù)。 6)展示如何對(duì)半導(dǎo)體芯片和系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行EOS和ESD事件保護(hù)。 7)講授在不同工藝類型（如數(shù)字、模擬功率電子）下的EOS問(wèn)題。 8)要突出電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）方法設(shè)計(jì)EOS魯棒性產(chǎn)品。我們將再次明確區(qū)別EOS、ESD和閂鎖的EDA解決方案。 9)從測(cè)量到審核，討論制造環(huán)境相關(guān)的EOS項(xiàng)目管理，以確保EOS保護(hù)區(qū)。 10)初步了解當(dāng)前和未來(lái)的新的納米結(jié)構(gòu)和納米系統(tǒng),同時(shí)提供對(duì)未來(lái)需求的洞察，以及在未來(lái)數(shù)年中對(duì)EOS關(guān)注的程度。 本書將包含如下內(nèi)容： 第1章簡(jiǎn)要介紹EOS相關(guān)的基礎(chǔ)與術(shù)語(yǔ)。在第1章中，奠定了EOS基礎(chǔ)。第1章開(kāi)啟了EOS定義以及和其他現(xiàn)象的關(guān)系（如ESD、EMI、EMC和閂鎖）的對(duì)話。在我們的討論中，重點(diǎn)是從ESD區(qū)分EOS。因此，將通過(guò)本書區(qū)別失效分析、時(shí)間常數(shù)與其他識(shí)別和分類的手段的差異。同時(shí)也強(qiáng)調(diào)了定義EOS中安全工作區(qū)（SOA）及其作用的計(jì)劃。 在第2章中，介紹理解EOS的數(shù)學(xué)及物理基礎(chǔ)。本章的目標(biāo)是闡述功率失效、時(shí)間常數(shù)及材料相關(guān)的數(shù)學(xué)和物理模型。本章將提供必要的工具了解方程和過(guò)去推導(dǎo)的電熱模型的物理限制。本章的關(guān)鍵點(diǎn)是，ESD時(shí)域?qū)腅OS時(shí)域中分出，提請(qǐng)注意這些處理中區(qū)分功率失效的解決方案。進(jìn)行深入討論的主要原因是為了表明EOS現(xiàn)象能夠進(jìn)行量化和理解——要針對(duì)懷疑論者，他們認(rèn)為這種量化不是一門科學(xué)。 在第3章中，本書重點(diǎn)將回到EOS相關(guān)的源和失效機(jī)制實(shí)踐探討。EOS源包括機(jī)械、電磁閥、執(zhí)行器、電纜和照明。區(qū)別來(lái)自元器件的失效、焊盤、鍵合線、封裝等EOS失效機(jī)制。在這一章中，對(duì)于來(lái)自ESD的EOS特定失效也將給予關(guān)注。 第4章重點(diǎn)關(guān)注EOS失效機(jī)制和失效分析。本章簡(jiǎn)要介紹失效分析過(guò)程、失效分析技術(shù)和工具。同時(shí)展示了通過(guò)不同的失效分析工具得到的ESD和EOS失效結(jié)果的實(shí)例。 在第5章中，將討論EOS和ESD測(cè)試技術(shù)和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。EOS測(cè)試方法包括系統(tǒng)級(jí)測(cè)試（如IEC61000-4-2）和與EOS有關(guān)的瞬態(tài)浪涌標(biāo)準(zhǔn)（IEC61000-4-5）。本章還探討ESD測(cè)試實(shí)驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)，如人體模型（HBM）、機(jī)器模型（MM）、充電裝置模型（CDM）、傳輸線脈沖（TLP）和超快傳輸線脈沖（VF-TLP）以及系統(tǒng)測(cè)試。系統(tǒng)級(jí)測(cè)試開(kāi)始向EOS現(xiàn)象過(guò)渡（例如，電纜放電事件和CDE），因此測(cè)試將是我們討論的一部分。 第6章將針對(duì)不同的半導(dǎo)體工藝（從CMOS、雙極型、LDMOS到BCD）中的EOS以及不同的應(yīng)用空間產(chǎn)生的問(wèn)題展開(kāi)討論。關(guān)注點(diǎn)主要是什么技術(shù)可以解決功率與EOS魯棒性的問(wèn)題。 EOS設(shè)計(jì)是第7章的重點(diǎn)。一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題是如何區(qū)分ESD設(shè)計(jì)與EOS設(shè)計(jì);另一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題是在給定的芯片或系統(tǒng)中怎樣同時(shí)實(shí)現(xiàn)ESD設(shè)計(jì)和EOS設(shè)計(jì)。本章包括產(chǎn)品定義、規(guī)格、技術(shù)特征到自頂向下和自底向上的設(shè)計(jì)方法、布局規(guī)劃,同時(shí)也展示了處理過(guò)電流及過(guò)溫控制電路設(shè)計(jì)的用處。 在第8章中，將討論EOS保護(hù)器件。這些包括轉(zhuǎn)折器件與電壓觸發(fā)器件等。采用瞬態(tài)電壓抑制器（TVS）、晶閘管浪涌保護(hù)器件（TSPD）、金屬氧化物壓敏電阻（MOV）、導(dǎo)電聚合物、氣體放電管（GDT）、熔斷器、斷路器和其他器件實(shí)現(xiàn)EOS保護(hù)。這些EOS保護(hù)器件與那些用于ESD的保護(hù)器件有明顯差別。 在第9章中，討論了系統(tǒng)級(jí)的問(wèn)題和解決方案。重點(diǎn)是量產(chǎn)與制造環(huán)境中的EOS控制。本章討論預(yù)防行動(dòng)、后端工藝控制及產(chǎn)品區(qū)域操作。 在第10章中，討論了EOS的EDA技術(shù)與方法。采用設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（DRC）、版圖與原理圖對(duì)照（LVS）及電氣規(guī)則檢查（ERC）方法進(jìn)行ESD和EOS檢查及驗(yàn)證。在本章中，展示了當(dāng)今應(yīng)用于EOS環(huán)境的方法。 在第11章中，討論了EOS項(xiàng)目管理流程。本章將展示設(shè)計(jì)評(píng)審、設(shè)計(jì)檢查、糾正措施、審核及設(shè)計(jì)提交過(guò)程等主題，以確保產(chǎn)品的EOS魯棒性。 在第12章中，討論未來(lái)結(jié)構(gòu)及納米器件中的EOS。本章討論磁記錄、FinFET、石墨、碳納米管及相變存儲(chǔ)器的EOS問(wèn)題。本章也對(duì)微電機(jī)、微鏡、RF微電機(jī)開(kāi)關(guān)以及許多新的器件進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。同時(shí)對(duì)25維和3維系統(tǒng)的硅內(nèi)插器和硅通孔（TSV）中的EOS也給予了重點(diǎn)關(guān)注。 本書將打開(kāi)你對(duì)EOS、ESD、EMI和EMC等領(lǐng)域的興趣，并論述該技術(shù)與當(dāng)今世界的相關(guān)性，建立了一個(gè)較強(qiáng)的ESD保護(hù)知識(shí)，同時(shí)也建議閱讀其他圖書,如《ESD揭秘：靜電防護(hù)原理和典型應(yīng)用》《ESD物理與器件》《ESD電路與工藝》《ESD射頻電路與工藝》《ESD失效機(jī)理和模型》《ESD設(shè)計(jì)與綜合》《閂鎖》。 享受本書，享受EOS學(xué)科，而不要過(guò)于強(qiáng)調(diào)EOS。
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