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集成电路反向分析

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集成电路反向分析范文第1篇

检修前要了解集成电路及其相关电路的工作原理;检查和修理集成电路前首先要熟悉所用集成块的功能、内部电路、主要电参数、各引出脚的作用以及各引脚的正常电压、与元件组成电路的工作原理。如果具备以上条件,那么,进行检查分析就容易多了。集成电路的检测主要有以下几种常规方法:

一、电压测量法

主要是测出各引脚对地的直流工作电压值;然后与标称值相比较,依此来判断集成电路的好坏。用电压测量法来判断集成电路的好坏是检修中最常采用的方法之一,但要注意区别非故障性的电压误差。测量集成电路各引脚的直流工作电压时,如遇到个别引脚的电压与原理图或维修技术资料中所标电压值不符,不要急于断定集成电路已损坏,应该先排除以下几个因素后再确定。

1.所提供的标称电压是否可靠,因为有一些说明书,原理图等资料上所标的数值与实际电压有较大差别,有时甚至是错误的。此时,应多找一些有关资料进行对照,必要时分析内部原理图与电路再进行理论上的计算或估算来证明电压是否有误。

2.要区别所提供的标称电压的性质,其电压是属哪种工作状态的电压。因为集成块的个别引脚随着输入信号的不同而明显变化,所以此时可改变输入信号的大小,再观察电压是否正常。如后者为正常,则说明标称电压属某种工作电压,而这工作电压又是指在某一特定的条件下而言,即测试的工作状态不同,所测电压也不一样。

3要注意由于电路可变元件引起的引脚电压变化。当测量出的电压与标称电压不符时可能因为个别引脚或与该引脚相关的电路,连接的是一个阻值可变的电位器或者是开关。这些电位器和开关所处的位置不同,引脚电压会有明显不同,所以当出现某~引脚电压不符时,要考虑引脚或与该引脚相关联的电位器和开关的位置变化,可旋动或拨动开头看引脚电压能否在标称值附近。

4要防止由于测量造成的误差。由于万用表表头内阻不同或不同直流电压档会造成误差。一般原理上所标的直流电压都以测试仪表的内阻大于20KQ/V进行测试的。内阻小于20KQ/V的万用表进行测试时,将会使被测结果低于原来所标的电压。另外,还应注意不同电压档上所测的电压会有差别。尤其用大量程档,读数偏差影响更显著。

5.当测得某一引脚电压与正常值不符时,应根据该引脚电压对IC正常工作有无重要影响以及其他引脚电压的相应变化进行分析,才能判断lC的好坏。

6.若lC各引脚电压正常,则一般认为lC正常;若IC部分引脚电压异常,则应从偏离正常值最大处入手,检查元件有无故障,若无故障,NIC./E可能损坏。以上几点就是在集成块没有故障的情况下,由于某种原因而使所测结果与标称值不同,所以总的来说,在进行集成块直流电压或直流电阻测试时要规定一个测试条件,尤其是要作为实测经验数据记录时更要注意这一点。通常把各电位器旋到机械中间位置。排除以上几个因素后,所测的个别引脚电压还是不符标称值时,需进一步分析原因,但不外乎两种可能。一是集成电路本身故障引起;二是集成块电路造成。分辨出这两种故障源,也是修理集成电路的关键。

二、在线直流电阻普测法

这一方法是在发现引脚电压异常后,通过测试集成电路的元器件好坏来判定集成电路是否损坏。由于是断电情况下测定阻值,所以比较安全,并可以在没有资料和数据而且不必要了解其工作原理的情况下,对集成电路的电路进行在线检查,在相关的电路中,以快速的方法对元器件进行一次测量,以确定是否存在较明显的故障。具体操作是先用万用表RX10Q档分别测量二极管和三极管的正反向电阻值。此时由于欧姆档位定得很低,外电路对测量数据的影响较小,可很明显地看出二极管、三极管的正反向电阻,尤其是PN结的正向电阻增大或短路更容易发现。其次可对电感是否开路进行普测,正常时电感两端阻值较大,那么即可断定电感开路。继而根据电路元件参数的不同,采用不同的欧姆档位测量电容和电阻,检查有否较为明显的短路和开路性故障,从而排除由于电路引起个别引脚的电压变化。

三、电流流向跟踪电压测量法

此方法是根据集成电路内部的元件所构成的电路,并参考供电电压,即主要测试点的已知电压进行各点电位的计算或估算,然后对照所测电压是否符合,来判断集成块的好坏,本方法必须具备完整的集成块内部电路图和电路原理图。

四、在线直流电阻测量对比法

此方法是利用万用表测量待查集成电路各引脚对地正反向直流电阻值与正常数据进行对照来判断好坏。这一方法需要积累同一机型同型号集成电路的正常可靠数据,以便和待查数据相对比。测量时要注意以下三点:

1测量前要先断开电源,以免测试时损坏电表和元件。

2万用表电阻档的内部电压不得大于6V,量程最好用RX100或RX1k挡。

3.测量lC引脚参数时,要注意测量条件,与IC)rl~关的电位器的滑动臂位置等,还要考虑电路元件的好坏。

五、非在线数据与在线数据对比法

所谓非在线数据是指集成电路未与电路连接时,所测得的各引脚对应于地脚的正反向电阻值。非有线数据通用性强。具体测量对比方法如下:首先应把被查集成电路的接地脚用空心针头和铬铁使之与印刷电路板脱离,再对应于某一怀疑引脚进行测量对比。如果被怀疑引脚有较小阻值电阻连接于地或电源之间,为了不影响被测数据,该引脚也可与印刷板开路。直至外电路的阻值不影响被测集成电路的电阻值为止。但要注意一点,直流电阻测量对比法对于不同批次同一型号的集成电路,有一定的误差和差异,对这种情况,要在了解内部结构的基础上,进行分析、判断。

六、替换法

用替换法判断集成电路的好坏确是一种干净利索的事,可以减少许多检查分析的麻烦。但必须注意如下几点:

1.选用同型号的集成电路代换的,这样可不改变原机电路的引线,简便易行,容易恢复原机的性能指标。

2.更换拆焊原机上的集成电路时,不要急躁,不能乱拔、乱撬引脚,用所具备的条件选择最适合拆卸集成电路的方法。

集成电路反向分析范文第2篇

[关键词]独立学院 课程 教学方法

[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1009-5349(2016)20-0207-02

独立学院是指普通高校根据教育部《关于规范并加强普通高校以外的机制和模式试办独立学院管理的若干意见》的规定,与之以外的其他社会组织、团体或个人合作,自筹经费并举办的具有本科层次、实施本科高等教育的学院。它是普通高校的重要组成部分,又与普通高校不同,有其独特性。独立学院介于研究型大学与应用型职校之间,培养的人才既不是研究型设计人员,又不是完全应用型技工,应定位于本科应用复合型专用人才。如果简单沿用普通高校的培养方案、教育模式和教学方法,就达不到我们预期的培养目标。针对生源特点,以保障独立学院教育教学质量的提高、保障独立学院本科教育的基本要求,培养出具有独立学院特色的本科应用复合型专业人才,研究探索适合独立学院本科教学的教学方法,势在必行。本文就电子类、光电类专业的电子技术基础课程的教学方法进行探讨。

一、精学教学内容

《电子技术基础》课程是理论性和实践性都很强的一门学科,是电子专业、光电专业的一门重要专业基础课程,教学大纲给出的课时越来越少。如何上好这门课程,使学生打好专业基础,首要的就是在完成教学大纲要求的前提下,新选讲课内容,做到内容丰富、结构合理、概念清晰、条理清楚,在原有经典知识基础上,适当增加新器件、新知识。

电子技术基础主要分为模拟电子和数字电子两大模块。每一模块以基本部件为基础要素,再由基本部件构成的各种电能为重点进行以分析。模电的基本部件就是二极管、三极管、场效应管等。每个部件应该简化内部结构等的讲述,重点介绍外部特性、参数、检测、应用等。数电的基本部件就是各种基本逻辑门,各种存储器、触发器等。同理,应该简化内部电路结构的讲述,而重点讲解逻辑门和触发器的逻辑符号、逻辑关系。以基本部件为核心,可构成各式各样的电路。例如,由二极管可构成整流、限幅、钳位、检波、开关等电路;由三极管(场效应管)可构成各种放大器(低频、高频、功率差分),由门电路可构成各种组合逻辑电路;由触发器可构成各种时序电路等等,对这些电路不必一一讲解,要节选内容。重点讲解,通过典型电能,教会学生分析思路和方法,做到举一反三,典型经典电路要求学生记熟,整个教学过程要贯穿分析和设计两条主线。典型、经典电路一见就知道是什么电路、有什么功能;一般电路能够分析出功能,学会分析方法;给定要求,能够设计出相应的电路。随着科学技术的发展,新器件不断涌现,集成化的程度不断提高。过去很多分立元件构成的电路现今已由集成电路取代。应重点讲解集成电路,而对分立元件构成的电路可少讲甚至不讲。例如,分立原件的桥式整流已由桥堆代替;分立元件功放已由集成功放代替(大功率放大器除外);集成运放可实路许多分立元件放大器的功能;分立元件的直流稳压电源由集成三端稳压器取代;而教学电路的集成化更高,集成逻辑门、集成触发器、集成计数器等,这些是我们的需要重点介绍的,这也是知识更新的要求。对集成电路的讲解,要简化内部结构和工作原理,甚至可不讲解。重点介绍集成电路的功能、引物功能、参数、使用,以及如何查找相应的集成电路。

二、灵活的教法,激发学习兴趣

提出问题,引发学习兴趣。结合教学内容,从日常生活和常见电器设备中提出问题,用“为什么”启发学习求知欲,是引发学生学习兴趣最有效的方法。例如:由走廊延时灯可以引起学生对声控、光控、定时电路的求知欲;由于机立电器,可引起学生对直流稳压电源的比较器电路的求知欲;由电脑小音箱和广场舞用的音响功率扩音器引起学生对学习低频放大器、功率放大器、仿真放大器等的求知欲望;由交叉路口数字变化信导灯引起学生对数码显示、计数器电路的求知欲……

演示教学,争强感性认识。演示是教师利用各种教具、实物或示范试验,使学生获得相关知识的感性认识最直接的教学方法,运用得当,可得到事半功倍的效果。电子技术基础课程演示教学,一是讲电路基本部件(二极管、三极管,场效应学、门电路、触发器等)时拿相应实物让学生观看,增加感性知识,然后再讲解器件结构、原理、性能、使用等;二是讲具体电路r能做相应电路,对原理、电路功能进行验证。元件参数变化对电路状态影响变化直观表现。效果是明显的,既增加学生学习兴趣,又加深了学生对电路原理的理解。例如三极管对电流的控制演示、集成三端稳压器稳压的演示、集成功率放大器电路的演示、集成计数器计数电路的演示、555定时器构成定时电路和方波产生器电路的演示等。

精选设计课程,提高综合能力。教学的最终目的,是学生对电路综合能力的提高。可在单元电路模块结束后,给学生精选设计课题,由学生用已学知识完成电路设计,一方面是所学知识的综合利用和检验,另一方面当学生完成电路设计而达到要求时,能获得一种成就感,更会激发学生学习的兴趣。设计可只画出电路图,有条件也可做出实际电路。例如,模电部分可由学生设计完成电脑用小音箱电路,它包括了直流稳压电源电路、前量放大器(分立元件或集成运放完成)、功率放大器(分立元件或集成功放);数电部分可由学生设计完成数码显示器电路,它包含了555电路应用、集成计数器电路、数码显示译码器等。都是所学知识的基本组合。

三、加强实验环节,提高动手能力

通过课堂教学,学生对电子技术有了一定的掌握,但实际动手能力还很差。只有通过实际操作,才能逐步提高。实验环节主要在以下几个方面:

(一)元件的识别、检测和仪器,仪表的正确使用

1.电阻、电容的读数与测量

①四环电阻(前两环标识有效数字,第三环标识10的次幂,第四环位标识误差位)和五环电阻(前三环标识有效数字,第四环标识10的次幂,第五环位标识误差位)的读数(棕1,红2,橙3,黄4,绿5,蓝6,紫7,灰8,白9,黑0)。②电容的读数:区别独石电容(如:101,102,103)和电解电容(容体上标识容值和电压)。③用指针式或数字万用表分别检测电阻与电容的好坏。

2.二极管的识别与检测

①注意二极管的主要参数(最大整流电流、最大反向工作电压)。②二极管的极性判别(通过元器件上黑圈上的标识或用万用表测量)。③二极管的好坏判别(用万用表测量PN节是否存在)。

3.三极管的识别与检测

①三极管的主要参数(电流放大系数、耗散功率、频率特性集电极最大电流、最大反向电压、反向电流)。②三极管的引脚判别(a、判定基极。用万用表R×100或R×1k挡测量管子三个电极中每两个极之间的正、反向电阻值。当用第一根表笔接某一电极,而第二表笔先后接触另外两个电极均测得低阻值时,则第一根表笔所接的那个电极即为基极b。这时,要注意万用表表笔的极性,如果红表笔接的是基极b,黑表笔分别接在其他两极时,测得的阻值都较小,则可判定被测管子为PNP型三极管;如果黑表笔接的是基极b,红表笔分别接触其他两极时,测得的阻值较小,则被测三极管为NPN型管如9013,9014,9018。b、判定三极管集电极c和发射极e。以PNP型三极管为例,将万用表置于R×100或R×1K档,红表笔基极b,用黑表笔分别接触另外两个管脚时,所测得的两个电阻值会是一个大一些,一个小一些。在阻值小的一次测量中,黑表笔所接管脚为集电极;在阻值较大的一次测量中,黑表笔所接管脚为发射极)。

4.单、双向晶闸管的识别与检测

①晶闸管的引脚判别(晶闸管管脚的判别可用下述方法:先用万用表R*1K挡测量三脚之间的阻值,阻值小的两脚分别为控制极和阴极,所剩的一脚为阳极。再将万用表置于R*10K挡,用手指捏住阳极和另一脚,且不让两脚接触,黑表笔接阳极,红表笔接剩下的一脚,如表针向右摆动,说明红表笔所接为阴极,不摆动则为控制极)。②单向可控硅的检测(万用表选电阻R*1Ω挡,用红、黑两表笔分别测任意两引脚间正反向电阻直至找出读数为数十欧姆的一对引脚,此时黑表笔的引脚为控制极G,红表笔的引脚为阴极K,另一空脚为阳极A。此时将黑表笔接已判断了的阳极A,红表笔仍接阴极K。此时万用表指针应不动。用短线瞬间短接阳极A和控制极G,此时万用表电阻挡指针应向右偏转,阻值读数为10欧姆左右。如阳极A接黑表笔,阴极K接红表笔时,万用表指针发生偏转,说明该单向可控硅已击穿损坏)。③双向可控硅的检测(用万用表电阻R*1Ω挡,用红、黑两表笔分别测任意两引脚间正反向电阻,结果其中两组读数为无穷大。若一组为数十欧姆时,该组红、黑表所接的两引脚为第一阳极A1和控制极G,另一空脚即为第二阳极A2。确定A1、G极后,再仔细测量A1、G极间正、反向电阻,读数相对较小的那次测量的黑表笔所接的引脚为第一阳极A1,红表笔所接引脚为控制极G。将黑表笔接已确定的第二阳极A2,红表笔接第一阳极A1,此时万用表指针不应发生偏转,阻值为无穷大。再用短接线将A2、G极瞬间短接,给G极加上正向触发电压,A2、A1间阻值约10欧姆左右。随后断开A2、G间短接线,万用表读数应保持10欧姆左右。互换红、黑表笔接线,t表笔接第二阳极A2,黑表笔接第一阳极A1。同样万用表指针应不发生偏转,阻值为无穷大。用短接线将A2、G极间再次瞬间短接,给G极加上负的触发电压,A1、A2间的阻值也是10欧姆左右。随后断开A2、G极间短接线,万用表读数应不变,保持在10欧姆左右。符合以上规律,说明被测双向可控硅未损坏且三个引脚极性判断正确)。

(二)验证性试验,巩固所学理论知识

①晶体管共射极单管放大电路。②场效应管放大器。③负反馈放大器。差分放大电路。④集成运算放大器指示测试。⑤模拟运算电路。⑥波形发生器。⑦OTL功率放大器。⑧集成功率放大器。⑨串联型晶体管稳压电源。⑩LC正弦波振荡器。

(三)是开发性试验,由老师指定适合的相应题目,由学生设计,制作来完成

①晶体管放大器设计。②场效应管放大器设计。③差分放大器设计。④RC有源滤波器设计。

【参考文献】

集成电路反向分析范文第3篇

[关键词]集成电路,布图设计,知识产权,集成电路保护法

集成电路是微电子技术的核心,是现代电子信息技术的基础。集成电路的应用极为广泛,计算机、通讯设备、家用电器等几乎所有的电子产品都离不开集成电路。自20 世纪后半叶以来,集成电路工业在许多国家的国民经济中发挥着越来越重要的作用。我国当前也十分重视集成电路工业的发展。

2000 年6 月27 日,国务院颁布的《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》提出:“集成电路设计产品视同软件产品,受知识产权方面的法律保护。”①但我国现在还没有类似《计算机软件保护条例》那样的单行法规用来保护集成电路设计产品。而利用现有的知识产权法律,是将集成电路设计产品作为作品用著作权法来保护,还是将之作为发明用专利法来保护? 这个问题我国尚无明确规定,还需要根据集成电路设计产品的性质和特点,来确定其应适用的法律。

本文对集成电路设计产品的性质和特点进行分析,不仅符合我国当前大力发展集成电路工业及即将加入世界贸易组织的形势需要,也希望能为我国制订集成电路保护法提供一些立法参考。

一、集成电路布图设计的知识产权性质和特点

集成电路设计产品,指的是集成电路生产过程中的布图设计这一中间产品。布图设计是制造集成电路产品中非常重要的一个环节,它的开发费用一般要占集成电路产品总投资的一半以上。不法厂商抄袭他人的布图设计,就能仿造出相同的集成电路产品,而其成本却比原开发者的少得多。这种抄袭行为严重损害了产品开发者的利益,而传统的物权法却对之束手无策。这是因为布图设计具有无形财产的性质特点,必须利用知识产权法予以保护。发达国家的立法部门出于对集成电路工业的关注,于20 世纪70 年代末开始研究对布图设计给予专有权的法律问题。20 世纪80 年代,美国、日本等集成电路工业发达的国家陆续颁布法律,保护布图设计权,将集成电路布图设计保护法作为知识产权法中的一个新的部门。20世纪90 年代中期,我国已开始起草集成电路布图设计保护法,但由于种种原因,至今尚未颁布。从目前的形势看,我国需要在知识产权法律体系中增加这部法规。布图设计是独立的知识产权客体,其性质和特点表现为以下方面:

(一) 布图设计是智力劳动的成果

集成电路( Integrated Circuits) 英文简称IC ,也有人习惯将之称为芯片。通俗地说,集成电路就是一种电子电路产品,它的各种元件集成在一个固体材料中并作为一个整体单位来执行某种电子功能。这种电路高度集成地组合和联结若干电子元件,缩小电路的尺寸,加速电路的工作速度,降低电路成本和功耗。

集成电路布图设计,简称布图设计(Layout Design) ,是指集成电路中多个元件,其中至少有一个是有源元件和其部分或全部集成电路互连的三维配置,或者是为集成电路的制造而准备的这样的三维配置。②通俗地说,布图设计就是确定用以制造集成电路的电子元件在一个传导材料中的几何图形排列和连接的布局设计。

布图设计是制造集成电路产品中非常重要的一个环节,设计工程师们根据集成电路所要执行的功能设计集成电路的结构。布图设计是艺术创造力与精密的电子工程技术融合的产物。在设计中,设计人员借助计算机模拟,把数以千万计的线路组成部分一而再、再而三地调整位置,安排这些线路的组合,使一个芯片中能包含更多的元件,具有更强大的功能,以求生产效率的最大化和芯片体积的最小化。在早期的集成电路生产中,布图设计被绘制在掩膜上。掩膜(Mask) 如同一张摄影底片,是将要置放到芯片中的线路的底片。布图设计固定在掩膜上,该掩膜就成为制造芯片的模版,是制造集成电路的中间产品。这种掩膜也曾是工业间谍千方百计想要窃取的目标。③随着科技的发展,目前的集成电路布图设计更多的是以编码方式储存于磁盘、磁带等介质生产集成电路已经有些过时了。

从上述布图设计的创作过程可以看出,布图设计是设计工程师们根据集成电路所要执行的功能而设计的集成电路的结构,它无疑是智力劳动的产物。

(二) 布图设计是无形的

布图设计是确定用以制造集成电路的电子元件在一个传导材料中的排列和连接的布局设计。布图设计可以固定在磁盘或掩膜上,也可以固定在集成电路产品中,但这些磁盘或集成电路只是它的物质载体,布图设计本身是无形的。这就如同作品可以固定在书本或磁盘上,而作品本身是无形的。布图设计的无形性特点,是它成为知识产权客体的主要原因。

布图设计虽然是无形的,但它也同其他无形财产一样,具有客观表现形式和可复制性。布图设计若要得到法律的保护,也必须具有一定的表现形式,必须固定于某种物质载体上,为人们感知,并可以复制。在集成电路产品的生产中,布图设计被固定于磁盘或掩膜中,并被大量复制于集成电路产品内。

(三) 布图设计具有创造性和实用性

布图设计只有具有创造性,才受法律保护。已颁布布图设计保护法的国家,一般均在其法律中兼采著作权法的创作性(原创性) 和专利法的创造性和新颖性的要求,又依据布图设计自身的特点而加以变化,确定布图设计的创造性要求。⑤受法律保护的布图设计,要求必须是设计人自己创作的,有自己的独特之处。此点借鉴著作权法的创作性要求。

同时,布图设计的创造性还要求,受法律保护的布图设计,与以往的布图设计相比,要有一定的进步性和新颖性。布图设计要应用于工业实践,若无进步性和新颖性,也就没有予以知识产权保护的必要。不过,布图设计的创造性和新颖性,不必达到专利法要求的标准,只要比以往的布图设计有一定的进步性和不同,就可以得到法律保护。这是因为,集成电路产品的更新换代表现为集成度的不断提高,在同样体积的芯片上布局更多的元件以增强功能、降低能耗。新的集成电路产品,不过是比原来的产品集成度高,不可能是前所未有的,也不大可能达到突出的实质性特点和显著的进步。所以,已颁布集成电路保护法的国家,均不直接采纳专利法中的创造性和新颖性的标准,而是降低要求,以适应实际情况。

集成电路是应用广泛的工业产品,布图设计是其生产过程的一个重要环节,是中间产品,布图设计的实用性是非常明显的。

(四) 布图设计是独立的知识产权客体

布图设计是独立的知识产权客体,有着自己的特点。因而,已颁布集成电路保护法的国家,基本上不引用著作权法或专利法来保护它,而是依据其特点,制订单行法规,将之作为独立的客体予以保护。

美国是当今世界上半导体工业最发达的国家,也是最先对集成电路布图设计予以立法保护的国家。1984 年美国颁布了《半导体芯片产品保护法》(“Protection of Semiconductor Chip Products Act”) ,并于1984 年11 月8 日起实施,确认了布图设计专有权。这部法律虽然作为《美国法典》第17 编(版权法) 的最后一章,即第9 章,但它实际上是一个独立的体系,既不属于版权法体系,也不属于专利法体系。布图设计权不是版权,而是作为与版权近似的一项独立的权利(copyright - like) ,受特殊保护(suigeneris potection) .⑥在美国1984 年《半导体芯片产品保护法》的影响下,日本于1985 年5 月31 日颁布了《半导体集成电路的线路布局法》。日本的这部法律在立法体例和内容上均与美国法相似,既不隶属于版权法,也不隶属于专利法,而是自成体例,以单行法规的形式出现。

二、布图设计与其他相关知识产权客体的比较

在众多的知识产权客体中,布图设计与发明、作品较为接近。但它也有与发明等不同的特性。从布图设计与其他相关知识产权客体的比较中,可以进一步分析布图设计的特点。

(一) 布图设计不同于发明

布图设计是科技领域中的一种智力劳动的成果,又直接应用于工业生产,在知识产权诸多客体中,它与发明最接近。但与发明不同的是,布图设计只是中间产品,是制造集成电路产品中非常重要的一个环节,不具有独立的功能。因而,布图设计不能单独取得专利。

含有布图设计的集成电路产品,组装成能完成一定任务、具有特定功能的零件或设备产品,若具备专利法规定的发明的条件,可以作为发明获得专利。

在实践中之所以不将集成电路产品作为发明,用专利法来保护,原因在于:对集成电路产品而言,取得专利的条件过于严格,只有极少数的集成电路产品能获得专利,而绝大部分集成电路产品缺乏作为专利保护的发明所必需的创造性和新颖性。

集成电路产品的发展,基本表现在不断地提高集成度、节约材料、降低能耗上。现在的集成电路产品,由于工艺水平的提高,集成度越来越高,其体积和外形越来越小。虽然对于设计者来说,将几十万甚至上亿个元件布置在一小片半导体硅晶片上,要花费不少心血,但这种布图设计的创造性水平却不一定能达到专利法所要求的高度,集成度高未必就一定具备专利法上的创造性。在实践中,一些非常先进和尖端的集成电路产品也未能获得专利。

另外,在布图设计中,设计人员常常采用一些现成的单元电路进行组合。这些单元电路在实践中已为人们熟知,其中一些甚至已经是最优化设计,其表现形式是有限的、甚至是唯一的,要追求电路的最佳功能状态只能选择这些已经成型的单元电路,由现有的单元电路模块组合成的集成电路若作为组合发明去申请专利,则大多数难以达到专利法要求的取得意想不到的效果的条件。⑦

(二) 布图设计不同于作品

集成电路的布图设计图纸,可以依照著作权法作为产品设计图纸作品而受到保护。布图设计本身,却不同于作品。布图设计虽然有着与作品类似的创作性和可复制性的特点,但布图设计也有着不同于作品的特点。

布图设计与作品的区别主要有以下几点:

1. 布图设计的表现形式极为有限,而作品的表现形式则是丰富多采的。集成电路由一系列电子元件及连结这些元件的导线所组成,是执行一定电子功能的电路。基于其使用目的,其元件的布局、图形的大小,都由集成电路产品的电参数和生产工艺技术水平决定,因此布图设计的表现形式极为有限。若突破这些限制,由设计师任意发挥,则创作出的布图设计就没有工业实用性。这就不同于著作权法中的一般作品。一般作品是由语言、文字、图形或符号构成的,表现一定的思想。同一思想可以有多种表现形式,著作权法保护的就是思想的表现形式。因此,将有限表达形式的布图设计作为作品看待,显然是不妥的。⑧

2. 布图设计也不适宜直接用著作权法保护。集成电路是一种电子产品,布图设计是其产品制造中的一个环节,因而集成电路及其布图设计是一种纯功利主义的实用物,不符合著作权法关于保护对象的要求。若将布图设计归入绘画、雕塑等造型艺术类作品中,则违背了著作权法的原则。在实践中,美国有人就曾提议修改版权法将布图设计列入绘画和雕塑作品而被拒绝。⑨再者,布图设计不需要作品那样长的保护期。如果将布图设计作为作品来保护,则会因著作权法保护的期限过长而不利于集成电路产业的发展。而且,由于集成电路产品更新换代很快,过长的著作权保护期对之也不必要。另外,若将布图设计列入作品,则在集成电路工业实践中广泛利用的反向工程,就会因其是对作品的复制而被认定为侵权,这不利于集成电路工业的发展。

3. 布图设计不仅要具有创造性(原创性) ,还必须具有先进性和实用性,才能得到法律的保护。依照著作权法,有原创性的作品均受保护,哪怕这种创造性的分量十分微小。著作权法并不要求作品必须有先进性和新颖性。⑩而作为实用产品的集成电路及其布图设计,无先进性就无受保护的必要。

(三) 布图设计不同于技术秘密

含有布图设计的集成电路虽然是一种科技产品,有一定的布图设计技术,但该产品一旦出售,其布图设计就公开了,无法再作为技术秘密予以保护。因为无论采用何种封装技术,持有该集成电路产品的人都可用适当的方法了解和复制其内部的布图设计。

总之,布图设计因其自身具有的独特性,而成为一个独立的知识产权客体。

注释:

[①]《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》第50 条。

[②]参见世界知识产权组织《集成电路知识产权保护条约》第2 条。

[③]参见埃弗雷德·M·罗杰斯、朱迪思、K·拉森:《硅谷热》,范国鹰等译,经济科学出版社1985 年版,第13~27 页。

[④]参见邝心湖:《集成电路技术现状与展望》,《电子知识产权》1993年第期;Christie ,Andrew , Integrated Circuits andTheir Contents : International Protection ,London :Sweet and Maxwell ,1996 ,p. 3.

[⑤]参见美国1984 年的《半导体芯片产品保护法》(“Protection of Semiconductor Chip products Act”) 、日本1985 年的《半导体集成电路的线路布局法》。

[⑥][⑨]See Christie ,Andrew , Integrated Circuits and Their Contents : International Protection ,London : Sweet and Maxwell ,1996 ,p. 5 ,p. 3.

[⑦]参见郭禾:《试论我国集成电路的法律保护》, 《计算机与微电子发展研究》1992 年第3 期。

[⑧]参见刘春茂等:《中国民法学·知识产权》,中国人民公安大学出版社1997 年版,第27~28 页;郭禾:《试论我国集成电路的法律保护》, 《计算机与微电子发展研究》1992 年第3 期。

[⑩]参见德利娅·利普西克:《著作权与邻接权》,联合国教科文组织译,中国对外翻译出版公司2000 年版,第43~44 页。

[⑦][⑨]参见方美琪主编:《电子商务概论》,清华大学出版社1999 年版,第289 页,第294~295 页。

[⑧]参见陈建民:《网络服务者在什么情况下承担侵权责任》, 《电子知识产权》2000 年第5 期。

[10][13][14][27][28]参见薛虹:《网络时代的知识产权法》,法律出版社2000 年版,第270 页,第209~210 页,第270 页,第273页,第272 页。

[11]See White paper , pp. 114~124.

[15]See DMCA , art . 512.

[16]See DMCA , art . 512 (i) .

[17]See DMCA , art . 512 (a) .

[18]See DMCA , art . 512 (b) .

[19]See DMCA , art . 512 (c) .

[20]See DMCA , art . 512 (d) .

[21]See DMCA , art . 512 (e) .

[22]See EC/ 2000 Directive on E - Commerce , art . 12~15.

[23]See EC/ 2000 Directive on E - Commerce , art . 12.

[24]See EC/ 2000 Directive on E - Commerce , art . 13.

[25]See EC/ 2000 Directive on E - Commerce , art . 14.

[26]See EC/ 2000 Directive on E - Commerce , art . 15.

[29][2000]C. T. L. R. ISSUE2NENS SECTION :NATIONAL REPORTS N - 8.

[30]See Singapore E - Transaction Act (1998) ,sec. 3.

[32]参见《关于审理涉及计算机网络著作权纠纷案件法律适用若干问题的解释》第4条。

集成电路反向分析范文第4篇

随着半导体工艺技术的不断发展,EDA技术也不断地推动着电子设计技术的发展。IC设计产业在不断高度发展的同时也面临着巨大的挑战,产品上市周期越来越短、成本越来越低等要求都迫使设计者在进行电子设计时选用更高效的EDA技术。设计者在设计的过程中必须全面的考虑问题,不仅要考虑硬件的物理特性对设计时序及功能可靠性等的影响,同时也要选用合适的设计术语及抽象形式等数据来描述设计。EDA技术不仅需要测试深验证亚微米技术的物理效应的能力同时也需要提供抽象设计的能力。EDA技术的发展离不开计算机、电子系统设计及集成电路等,EDA技术的发展大致上可以分为计算机辅助阶段、计算机辅助工程设计阶段及电子设计自动化阶段这三个阶段。电子辅助阶段主要是在计算机辅助的前提下进行的电路原理图编辑,用PCB进行布线布局,从而使得设计师从传统的绘图工作中解放出来。计算机辅助工程设计阶段主要是解决电路设计中的电路检测等问题,CAE以逻辑模拟、故障仿真及定时分析等为核心,从而使得设计可以提前预知产品的相关性能及功能。电子设计自动化阶段主要是通过高级描述语言、综合技术及系统仿真等“自上而下”的完成设计前期的高层次设计。

2EDA技术的要点分析

2.1硬件描述语言硬件描述语言是一种进行电子系统硬件设计的计算机语言,它通过软件编程来具体的描述电子系统中的电路结合、连接形式及逻辑功能等,硬件描述语言适应于设计大规模的电子系统。高速集成电路(VHDL)硬件描述语言于1985年美国国防部推出的目的是为了克服EDA产品不兼容问题,同时也可以进行多层次设计。IEEE以VHDL为硬件描述语言柄滩以覆盖之前的硬件描述语言的各种功能。IEEE是一种全方位的硬件描述语言,包括系统行为级、逻辑门级及寄存器传输等多个设计层次,同时也支持数据流、结构及行为等三种形式进行混合描述整个项目。VHDL硬件描述语言不仅移植性好,同时它的设计也方便了工艺间的转换,而且VHDL使得设计人员的主要工作是进行实现与调试系统功能。

2.2ASIC设计在集成电路的设计中加入ASIC芯片可以解决电子系统集成电路存在的功耗的、可靠性差及体积大等主要问题。随着现代电子产品市场的门槛不断提高,ASIC芯片分为全定制或半定制ASIC及可编程,因此在设计ASIC芯片时应该尽可能的是芯片获得最优的性能,从而达到高利用率、高速度及低耗能的目标。

3EDA技术在电子设计流程

EDA技术是系统级的设计方法,是一种层次相对较高的电子设计方式,EDA技术以概念为驱动从而使电子设计工作者在设计时无需利用门级原理图,电子设计工作者在确定设计目标之后就可以用EDA技术来表述电路,这样不仅可以减少电路细节的约束及限制,同时也可以使设计者的设计更具创造性。EDA系统在电子设计人员将概念构思及高层次的描述输入计算机之后在系统规则下完成对电子产品的设计。EDA技术的电子设计工作流程大致包括系统划分、代码级功能仿真、VHDL代码或图形的输入、送配前时序仿真及ASIC实现部分。首先,电子设计借助文本或者图形编辑器呈现出设计描述,也就是实现设计表述。其次,电子设计借助编译器对设计进行错排编译,即输入HDL程序。然后,设计人员需要沟通软件和硬件设计,以便实施功能仿真,即综合。最后,在确认仿真设计无误时,通过FPGA或CPLD完成逻辑映射操作,即编程下载,系统级设计完成。基于EDA技术电子设计流程如图。

4EDA技术的应用

EDA技术在电子工程设计中扮演着非常重要的角色,它的作用体现在不同的方面。首先,电子自动化技术可以验证电路设计方案的正确性,在进行电子设计时,待设计方案确定之后,会利用结构模拟或者系统仿真等方式来验证设计方案的正确性,在验证过程中系统中的各个环节的传递函数确定之后设计方案便可以实现。这种系统仿真技术推广到非电子专业的系统设计也会得到充分的发展。EDA技术在系统进行仿真之后的电路结构进行模拟分析,从而使得电路设计方案的可行性及正确性得到充分的保障。其次,电子自动化字数也可以对电路特性进行优化设计。电路的稳定性能受到元器件容差及工作环境温度等的影响。在传统设计过程中难以对电路的整体进行优化设计,也无法全面的分析电路稳定性的影响因素。EDA技术中的温度分析及统计分析等功能的应用则可以全面的分析电路特性影响因素,从而对电路特性进行整体的优化设计。最后,电子自动化技术也可以实现电路特性的全功能模拟测试。

5以EDA技术为基础电子设计的注意事项

集成电路反向分析范文第5篇

【关键词】 电源管理 LDMOS 集成电路

BCD工艺是电源管理、显示驱动、汽车电子等IC制造工艺的上佳选择。整合过的BCD工艺制程,可大幅降低功率耗损,提高系统性能,节省电路的封装费用,并具有更好的可靠性,也给了此类工艺的芯片电路在设计时更多的选择空间。 BCD工艺技术的发展不像标准CMOS工艺那样,一直遵循Moore定律向更小线宽、更快的速度方向发展。BCD工艺朝着三个方向分化发展:高压、高功率、高密度。其中高密度BCD主要的电压范围是5~50V,一些汽车电子应用会到70V。在此应用领域,BCD技术将集成越来越复杂的功能,今天,有的产品甚至集成了非挥发性存储器。

由于BCD工艺中器件种类多,必须做到高压器件和低压器件的兼容;双极工艺和CMOS工艺的相兼容,尤其是要选择合适的隔离技术;为控制制造成本,必须考虑光刻版的兼容性。考虑到器件各区的特殊要求,为减少工艺制造用的光刻版,应尽量使同种掺杂能兼容进行。因此,需要精确的工艺模拟和巧妙的器件设计。

功率输出级DMOS管是此类电路的核心,往往占据整个芯片面积的1/2~2/3,它是整个集成电路的关键。DMOS器件是由成百上千的单一结构的DMOS 单元所组成的。这些单元的数目是根据一个芯片所需要的驱动能力所决定的,DMOS的性能直接决定了芯片的驱动能力和芯片面积。对于一个由多个基本单元结构组成的LDMOS器件,其中一个最主要的考察参数是导通电阻,用Rds(on)表示。导通电阻是指在器件工作时,从漏到源的电阻。对于 LDMOS器件应尽可能减小导通电阻,就是BCD工艺流程所追求的目标。当导通电阻很小时,器件就会提供一个很好的开关特性,因为漏源之间小的导通电阻,会有较大的输出电流,从而可以具有更强的驱动能力。因此,高功率 BCD 工艺发展并不着重于减小工艺的特征尺寸,重点是如何降低控制电路的成本,优化DMOS 器件的结构,提高其击穿电压,并降低导通电阻。

对LDMOS而言,外延层的厚度、隔离结构、漂移区的掺杂浓度、漂移区的长度是其最重要的特性参数。我们可以通过增加漂移区的长度和减小漂移区的掺杂浓度以提高击穿电压,但是这会增加芯片面积和导通电阻。高压DMOS器件耐压和导通电阻取决于漂移区的浓度、外延层厚度及漂移区长度的折中选择。

因为耐压和导通阻抗对于外延层的浓度和厚度的要求是矛盾的。高的击穿电压要求厚的轻掺杂和长的漂移区,而低的导通电阻则要求薄的重掺杂和短的漂移区,因此必须选择最佳外延参数和漂移区长度,以便在满足一定的源漏击穿电压的前提下,得到最小的导通电阻。

为解决这一问题,需要在器件设计中引入Double RESURF技术,RESURF( REduced SURface Field)技术是设计横向功率器件的关键技术之一。Double RESURF 技术在提高器件反向耐压的情况下,可使器件导通电阻明显地降低。

在0.18um制程的BCD工艺中,隔离结构由LOCOS(局部场氧隔离) STI(浅槽隔离),一定程度上限制了导通电阻和击穿电压的优化,一种新型的LDMOS器件结构和工艺技术,实现超低的导通电阻并且漏端对衬底完全隔离的LDMOS。通过在LDMOS漂移区上做一层优化的超浅槽隔离,同时在漂移区内进行高能P型注入,在N型漂移区注入层下方形成一层P型层,引入并实现了RESURF技术和漏端隔离技术,进一步降低了导通电阻。

高性能LDMOS器件研究是功率集成电路电路的核心,与已有的探索性研究成果相比,其创新之处在于:

1、高均匀性、低缺陷密度的外延工艺:在要求40V以上击穿电压的情况下,同时要求外延层与P型体区相连接起到漏端隔离的作用,则必须要求外延为均匀的P型掺杂且晶格缺陷密度必须很低;

2、均匀 P 降场层Double RESURF技术:漂移区和 P 降场层的电荷平衡问题是 Double RESURF 器件研究的关键,只有当两者剂量相匹配时才能满足 RESURF 原理,才可获得较好的器件性能。本课题采用器件仿真模拟深入分析漂移区浓度、长度和 P 降场层浓度、长度与均匀 P 降场层 Double RESURF LDMOS 击穿电压和导通电阻的关系。

3、超浅沟槽隔离结构(USTI): 这个STI深度相对常规STI(浅槽隔离)工艺较浅,侧壁角度也进行了优化,用于实现漂移区的场板隔离结构,并研究了这层USTI的深度优化值以及侧壁刻蚀角度的优化值,得到最佳的耐压与导通电阻的匹配。

4、表面场氧隔离与金属场板结合:为进一步降低导通电阻,采取淀积表面氧化层作为隔离结构。金属场板使器件表面电场分布更加均匀,从而提高器件击穿电压;而表面场氧隔离给电流提供了平行的导电通路,使器件比导通电阻只有传统 Double RESURF LDMOS 的2/3。

5、版图优化:该LDMOS的版图设计为跑道型结构,同时为了降低指尖状源极和指尖状漏极的曲率效应。

由于BCD集成电路在各个领域有广泛的用途,国外在这方面做了深入的研究,高性能LDMOS取得很大发展,但是国内对于这方面的研究还处于起步阶段,无论是电气参数,还是可靠性等级,基于高性能LDMOS器件的高压集成电路的研究水平方面均呈明显的劣势。因此,研究和设计用于功率集成电路的高性能LDMOS有助于弥补我国在这方面的空缺,促进我国电子行业的发展。

参 考 文 献

集成电路反向分析范文第6篇

[关键词]光电耦合器;特点;类型

一、光电耦合器的基本原理

光电耦合器是由发光器件和光敏器件两部分组成,是以光为媒介传输电信号。把发光器件和光敏器件彼此间用透明绝缘体隔离。发光器件的引脚为输入端,光敏器件的引脚为输出端,一般的发光器件为发光二极管,光敏器件为光敏二极管、光敏三极管等。常用光电耦合器件电路图(如图1所示):

二、变频器电路中的光耦器件

之所以在变频器电路中用光耦器件主要因为:第一,因为电气隔离的要求是进行信号的传输要在AB两电路之间进行,但两电路之间供电级别悬殊很大,一个电路有数百伏;另一电路则只有几伏。第二,因为A电路与强电有联系,人体接触有触电危险,故要将其隔离。而B线路板为人体经常接触的部分,不能将危险高电压混入到一起。两者之间既要完成信号传输,又必须进行电气隔离。第三,因为运放电路等高阻抗型器件的采用和电路对模拟的微弱的电压信号的传输,使得对电路的抗干扰处理成为一件比较麻烦的事情。第四,因为除了考虑人体接触的安全,又必须考虑到电路器件的安全,当光电耦合器件输入端受到强电压冲击损坏时,因光耦的隔离作用,输出端电路完好无损。这几方面的原因促成了光耦器件的发展和应用。光耦的基本作用是将输入、输出侧电路进行有效的电气上的隔离:能以光形式传输信号,且有较好的抗干扰效果,输出侧电路能在一定程度上得以避免强电压的引入和冲击。

三、变频电路中光电耦合器件的特点

在变频电路中光电耦合器的主要属性有四点。第一,它的结构。输入端一般采用发光二极管,输出端采用光敏晶体管、集成电路等多种形式,对信号实施电一光一电的转换与传输;第二,输入、输出端有较高的电气隔离度,隔离电压一般达2000V,以上。能对交、直流信号进行传输,输出端有一定的电流输出能力。特殊型光耦器件能对毫伏,甚至微伏级交、直流信号进行线性传输;第三,输入和输出之间有光的传输,却没有电的直接联系。输入信号的强弱控制了发光二极管的发光强度,而输出端接受光信号,据感光强度,输出电压或电流信号:第四,因光耦的结构特性,输入、输出端需要相互隔离的独立供电电源,即需两条无共点的供电电源。后两类光耦输入端由信号电压提供了输入电流通路,但实质上输入信号回路,也是有一个供电支路的;而线性光耦,则输入端与输出端一样,是直接接有两种相隔离的供电电源的。

四、变频器电路中常用光电耦合器件的类型及其简略分析

集成电路反向分析范文第7篇

关键词:主板;故障;判断;维修

随着主板电路集成度的不断提高及主板价格的降低,其可维修性越来越低。但掌握全面的维修技术对迅速判断主板故障及维修其他电路板仍是十分必要的。下文向大家讲解主板故障的分类、起因和维修。

一、主板故障的分类

1.根据对微机系统的影响可分为非致命性故障和致命性故障

非致命性故障也发生在系统上电自检期间,一般给出错误信息;致命性故障发生在系统上电自检期间,一般导致系统死机。

2.根据影响范围不同可分为局部性故障和全局性故障

局部性故障指系统某一个或几个功能运行不正常,如主板上打印控制芯片损坏,仅造成联机打印不正常,并不影响其它功能;全局性故障往往影响整个系统的正常运行,使其丧失全部功能,例如时钟发生器损坏将使整个系统瘫痪。

3.根据故障现象是否固定可分为稳定性故障和不稳定性故障

稳定性故障是由于元器件功能失效、电路断路、短路引起,其故障现象稳定重复出现,而不稳定性故障往往是由于接触不良、元器件性能变差,使芯片逻辑功能处于时而正常、时而不正常的临界状态而引起。如由于I/O插槽变形,造成显示卡与该插槽接触不良,使显示呈变化不定的错误状态。

4.根据影响程度不同可分为独立性故障和相关性故障

独立性故障指完成单一功能的芯片损坏;相关性故障指一个故障与另外一些故障相关联,其故障现象为多方面功能不正常,而其故障实质为控制诸功能的共同部分出现故障引起(例如软、硬盘子系统工作均不正常,而软、硬盘控制卡上其功能控制较为分离,故障往往在主板上的外设数据传输控制即DMA控制电路)。

5.根据故障产生源可分为电源故障、总线故障、元件故障等

电源故障包括主板上+12V、+5V及+3.3V电源和PowerGood信号故障;总线故障包括总线本身故障和总线控制权产生的故障;元件故障则包括电阻、电容、集成电路芯片及其它元部件的故障。

二、引起主板故障的主要原因

1.人为故障

带电插拨I/O卡,以及在装板卡及插头时用力不当造成对接口、芯片等的损害。

2.环境不良

静电常造成主板上芯片(特别是CMOS芯片)被击穿。另外,主板遇到电源损坏或电网电压瞬间产生的尖峰脉冲时,往往会损坏系统板供电插头附近的芯片。如果主板上布满了灰尘,也会造成信号短路等。

3.器件质量问题

由于芯片和其它器件质量不良导致的损坏。

三、主板故障检查维修的常用方法

主板故障往往表现为系统启动失败、屏幕无显示等难以直观判断的故障现象。下面列举的维修方法各有优势和局限性,往往要结合使用。

1.清洁法

可用毛刷轻轻刷去主板上的灰尘,另外,主板上一些插卡、芯片采用插脚形式,常会因为引脚氧化而接触不良。可用橡皮擦去表面氧化层,重新插接。

2.观察法

反复查看待修的板子,看各插头、插座是否歪斜,电阻、电容引脚是否相碰,表面是否烧焦,芯片表面是否开裂,主板上的铜箔是否烧断。还要查看是否有异物掉进主板的元器件之间。遇到有疑问的地方,可以借助万用表量一下。触摸一些芯片的表面,如果异常发烫,可换一块芯片试试。

3.电阻、电压测量法

为防止出现意外,在加电之前应测量一下主板上电源+5V与地(GND)之间的电阻值。最简捷的方法是测芯片的电源引脚与地之间的电阻。未插入电源插头时,该电阻一般应为300Ω,最低也不应低于100Ω。再测一下反向电阻值,略有差异,但不能相差过大。若正反向阻值很小或接近导通,就说明有短路发生,应检查短的原因。产生这类现象的原因有以下几种:

(1)系统板上有被击穿的芯片

一般说此类故障较难排除。例如TTL芯片(LS系列)的+5V连在一起,可吸去+5V引脚上的焊锡,使其悬浮,逐个测量,从而找出故障片子。如果采用割线的方法,势必会影响主板的寿命。

(2)板子上有损坏的电阻电容。

(3)板子上存有导电杂物。

当排除短路故障后,插上所有的I/O卡,测量+5V,+12V与地是否短路。特别是+12V与周围信号是否相碰。当手头上有一块好的同样型号的主板时,也可以用测量电阻值的方法测板上的疑点,通过对比,可以较快地发现芯片故障所在。

当上述步骤均未见效时,可以将电源插上加电测量。一般测电源的+5V和+12V。当发现某一电压值偏离标准太远时,可以通过分隔法或割断某些引线或拔下某些芯片再测电压。当割断某条引线或拔下某块芯片时,若电压变为正常,则这条引线引出的元器件或拔下来的芯片就是故障所在。

4.拔插交换法

主机系统产生故障的原因很多,例如主板自身故障或I/O总线上的各种插卡故障均可导致系统运行不正常。采用拔插维修法是确定故障在主板或I/O设备的简捷方法。该方法就是关机将插件板逐块拔出,每拔出一块板就开机观察机器运行状态,一旦拔出某块后主板运行正常,那么故障原因就是该插件板故障或相应I/O总线插槽及负载电路故障。若拔出所有插件板后系统启动仍不正常,则故障很可能就在主板上。采用交换法实质上就是将同型号插件板,总线方式一致、功能相同的插件板或同型号芯片相互芯片相互交换,根据故障现象的变化情况判断故障所在。此法多用于易拔插的维修环境,例如内存自检出错,可交换相同的内存芯片或内存条来确定故障原因。

5.静态、动态测量分析法

(1)静态测量法

让主板暂停在某一特定状态下,由电路逻辑原理或芯片输出与输入之间的逻辑关系,用万用表或逻辑笔测量相关点电平来分析判断故障原因。

(2)动态测量分析法

编制专用判断程序或人为设置正常条件,在机器运行过程中用示波器测量观察有关组件的波形,并与正常的波形进行比较,判断故障部位。

6.先简单后复杂并结合组成原理的判断法

随着大规模集成电路的广泛应用,主板上的控制逻辑集成度越来越高,其逻辑正确性越来越难以通过测量来判断。可采用先判断逻辑关系简单的芯片及阻容元件,后将故障集中在逻辑关系难以判断的大规模集成电路芯片。

集成电路反向分析范文第8篇

关键词:自动化设备;控制回路;研究分析

1 选购可控硅

可控硅的电参数很多,在选购时要考虑的是:额定平均电流IT、正反向峰值电压VDRM(VRRM)、控制极触发电压与触发电流IGT这几个参数。由于手册或产品合格证上给定的可控硅的上述参数值都是在规定的条件下测定的,而实际使用环境往往与规定条件不同,并且极有可能发生突发事故超过管子承受能力的现象。所以为了管子在安全的电压下工作,特别是交流220V的情况下,应该按额定为实际电压的2~3倍值来选管子。例如:外加电压为220V,则至少应选择400V以上的管子最好为600V,为了保证管子避免电流过大而烧毁,并考虑到管子的发热情况与电流的有效值,应选择平均电流的有效值的1.2~2倍,需要指出的是。IT对单项可控硅而言是IT(AV)指允许流过SCR的最大有效值电流。例如:8A SCR(单向)的有效值IT(RMS)=12.6A,因此用8A的BCR代替8A的SCR是不允许的,为了使管子的触发电压与触发电流要比实际应用中的数值要小。例如:实际使用的触发电压为3V,则可选触发电压为2V的管子。同样,管子的触发电流亦应选择小些以保证可靠触发,一般常用的集成电路输出电流均很小(除555电路例外,TTL比CMOS要大),所以可在其输出端加一级晶体管放大电路,以提供足够大的驱动电路来保证管子可靠地触发导通。

2 可控硅的具体接法

2.1 直流电路

首先,单向可控硅SCR有三个电极,即阳极A,阴极K,控制极G,SCR在直流控制电路中使用时,要注意施加工作电压与控制触发电压的极性。A,K之间是加正向电压但控正向的接法是图1,只有A,K之间接正向电压,控制极G亦接正向电压,SCR才能导通。SCR一旦触发导通后, 即使降低控制极电压,甚至撤除控制极电源,SCR亦不阻断而是继续导通。要使SCR阻断,只有降低其阳极电压或将阳极,阴极断开一下,即使阳极与阴极电压为零即可所以有时候可以在SCR的A极与电源之间串了一个常闭开关,按一下即可将SCR阻断。

图1是双向可控硅BCR的接法。BCR是由两个SCR反向并联构成的,共用一个控制极。因此BCR与SCR接法有很大不同,无论在阳、阴两个电极之间接何种极性的电压,只要在其控制极加上一个触发脉冲,而不管这个脉冲是什么极性的,都可以使BCR导通。

鉴于此,BCR实际上已无阳极、阴极,通常这两极称为T1、T2电极。显然,BCR有四种触发工作方式,但以图1这种工作方式最为可靠。即T1电极的电位低于T2,控制极的电位高于T2,这一点在BCR应用中应引起注意。尤其是初期使用时在电路设计时应标出T1、T2的区别。另外,BCR所需要的控制极触发功率要比SCR大,在使用中亦应注意这一点。

2.2 交流电路

在交流电路中,例如:在SCR的A、K之间的是AC220V电压,在正弦电压的正半周内,SCR可触发导通,在负半周内,不可触发导通,由于SCR的半波整流作用,负载两端的电压只有原来的一半。例如负载是220V的灯泡接在市电220V的电路中,灯泡两端电压只有110V。因此,可以大大提高灯泡的寿命,而BCR接在AC220V市电中,无论正弦电压的正半周还是负半周线路中,使用较多的是BCR,这里有一个可控硅功率消耗问题,即功耗。在相类似的SCR与BCR(指上述几个参数),BCR的功耗比SCR大得多,这里面有可控硅PN电结与外壳的热电阻,可控硅PN结与周围环境的热电阻问题,所以人们往往喜欢使用BCR的较多。

另外,在交流电路中使用的可控硅,无论是双向还是单向的,其阳极、阴极接至交流电源,而控制极G的控制电压仍是直流电压,这一点要引起注意。

例如在图2所示的照明灯延迟控制电路中,此电路错误的地方在于没有形成控制极触发回路,这个问题一般很容易发生在直流电源与交流电源共同存在的使用电路中。

以SCR为例,我们知道G、K之间有一个PN结。从图中得知,G极接在555电路的输出端,而555使用的是直流12伏电压,而K极接至交流220V电网中。由于变压器Q的隔离作用。其初、次级电压是无电气上的联接。因此,12V直流电源与220V交流电源亦就没有一个公共的参考电位,亦即是G、K极之间的PN结没有形成一个触发电压回路。解决的方法是:将Q次级线圈的公共地(即12V末端)与220V的零线联接起来,如图中虚线所示,这样就为直流与交流电源找到一个参考点电位,即G极形成触发回路。

3 解决可控硅的误触发

可控硅触发电压过低,触发电流过小。可控硅触发困难,这不是我们所希望的。但是触发电压过高,触发电流过大,又容易可引起可控硅的误触发即抗干扰能力差,这又是我们要避免的,解决的方法如下:①尽量避免电感元件靠近可控硅控制回路,例如电源变压器、继电器线圈等。②屏蔽可控硅控制极电路,如用屏蔽线将回路屏蔽起来,或用铁皮将回路整个屏蔽起来。③在可控硅阴极与控制极之间并联一只0.01~0.1u的电容,消除干扰脉冲的作用。④在控制极加上反向偏置电压,一般可由串联二极管的正向压降产生反向电压。⑤采用555集成电路构成可控硅控制极封锁电路,来克服可控硅工作环境的恶劣(如空间电场、磁场变化过大等引起误触发)上述两个方法一般用于工厂现场控制)。

4 可控硅的常见故障分析

4.1 可控硅一直处于导通状态,一般有三个原因:一是可控硅短路损坏,造成损坏的有阳极电流过大,电源电压过高,其它控制元件失效,对外来的浪涌电压过大,浪涌电压与电流保护元件失效等;二是负载电流小于可控硅的维持电流而不截止;三是控制极电压不正常。

4.2 可控硅一直处于阻断状态,一般应检查控制极触发电流是否过小,若触发电流正常,则应检查阳极电流是否大于可控硅额定导通电流。

参考文献

[1]孙余凯,项绮明.家用电器实用维修大全[M].北京:人民邮电出版社,1998.