8.3 Сурет. Үлкен ток пен кернеу режиміндегі диод вас.

8.4 Сурет. Үлкен ток пен кернеу режиміндегі диодтың модельі

Модельдеу жүйелерінде бұндай электрлік сипаттамасы бар модель болмады, соған сәйкес доидтың ВАС-сын анық көрсететін, (8.4 суреттегі), құрамдас модельді қолданады. Ойық ішіндегі кернеуі диод модельінің UDA параметрі арқылы беріледі. Бұл ойықтарды тудырушы керену алу үшін аналогты диод құрылымдарды тәжірибе жүзінде зерттеу қажет. Бұл кернеудің ең төменгі мәні алынады, себебі ең қауіпті жағдайлардың тууы есептеледі.

ИМС шығысында конденсатордың тұйықталуы кезіндегі үрдіс критикалық болып саналады, өйткені дәл осы кезде сұлбаның элементтерімен ең жоғарғы мәнді ток өтеді. Модельдеу кезінде сұлбаның элементтері арқылы конденсаторда өтетін барлық үрдісті зерттеу қажет емес, тек бастапқы күйдің сипаттамаларын білу жеткілікті.

ИМС тізбегінің кірісі мен шыңысындағы реактивті элементтердің қайта зарядталуының тұрақты уақыты конденсатордың разрядталу уақытыннан (150нс) көп есе аз (1нс). Бастапқы тоқтың разрядын статикалық режиммен де есептеуге болады.

Сұлбады конденсатордың разрядталуын модельдеу үрдісінде осы конденсатор кернеу көзімен, ал ішкі логикалық блоктары резисторлармен алмастырылады.

ДПЭСР режимінде модельдеудің эквивалентті сұлбасы 8.5 суретте көрсетілген. Сұлба:

- 1,5кОм көлеміндегі шектелген резистормен;

- электростатикалық разрядталудан қорғайтын ИМС элементтерімен;

- кіріс пен шығыс ИМС каскадтарымен;

- ИМС ішкі блоктарын имитациялайтын қорек тізбектерінің арасында орналасатын резистормен;

- біреуі жерге берілетін, қорек тізбектерімен қамтамасыз етілген.

8.5 сурет. ДПЭРС режимінде шығысы арқылы модельдеудің эквивалентті сұлбасы

ЭРС режимінде модельдеу ойылған аймақтың оң және теріс кернеулері арқылы орындалады. Кіріс каскадында қорғаушы элементі ретінде қосымша диодтар жалғанған. ЭРС есептеуімен бірге корпусың реактивті параметрлері мен қорғаушы элементтерді ескере отырып, кіріс және шығыс каскадтарының жедел әрекет етуін де есептеу қажет. Оны есептеу әдіснамасы ИМС-ның бөгетке төзімділіне арналған дәрісте қарастырылған.

ИМС-ның электростатикалық разрядталудан қорғайтын элементтерді оңтайландыру процедурасы

Диодтың көлемін арттырумен МПЭСР (мүмкін болатын потенциялдың разряды) мәні де біршама артады ( 2000В аса). Дегенмен, кристалдағы қорғаушы элементтің орналасқан аймағы мен МИС-ның жедел әрекет етуінің шектелуінің нәтижесінде диодтың көлемін барлық жағдайларда арттыру мүмкіндігі болмайды. Қорғаушы элементтің орналасатын аймағы 20-30 мың мкм2-тан артық болмауы қажет, яғни бұл жанасушы аймақтан 2-3 есе үлкен. Кері жағдайларда, кристаллың көп бөлігін қоғаушы элемент алып тұратын болады. Жедел әрекет ету шамасын төмен болатын сұлбалар (100 МГц дейін) үшін қорғаушы элементтің орналасу аймағы ертерек анықталады да, жедел әрекет етуге талдау жасаудың қажеті болмайды. Ал жоғары жиілікті сұлбаларда схем (F ≥ 500МГц болғанда, аналогты да , сандық та) бірінші болып кіріс сыйымдылығының шегі анықталады.

Үлкен көпшығысты сұлбаларды электростатикалық разрядтардан қорғау қиынырақ, себебі бұл сұлбаларда ИМС-тың жедел әрекет етуі тек шығыс сыйымдылығымен ғана анықталмайды, яғни шығыс индутивтілігіне де тәуелді болады. Корпустардың нақты түрлеріне байланысты, қорғаушы диодтардың өлшемдерінен, максималды жұмыс жиілігінің тәуелділігін анықтауға болады, және осы максималды жұмыс жиілігінен шығыс сыйымдылығы анықталады. Осы графикті қолдана отырып, берілген ИМС-ның жиілігінде МБПЭСР өлшемін бағалауға мүмкіндік туады. МБПЭСР өлшемдерін арттыру үлкен токтарда (1 А шамасында) кедергілердің біртекті кемуінен, қорғаушы элементтің сыйымдылығын азайту үшін технологиялар мен сұлбатехникаларды жетілдірудің негізінде жүзеге асады. Кез-келген жағдайда МБПЭСР өлшемдері барлық кірістері мен шығыстарында мүмкіндігінше бірдей болу керек. Жекеленген шығыстарында МБПЭСР өлшемдерін арттыру ИМС-ының электрлі параметрлерін төмендетеді.