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大多数商用IC电路通过反向偏置的PN结(包括CMOS部件)与衬底材料隔离。基板通常与预期为最负的电压相关。
如果不是,则该结变为正向偏置,并且可以传导大量电流,熔化金属或将结加热到不再充当二极管的程度。该电压通常约为0.6V,但是IC制造商通常会告诉您不要低于-0.3V,以确保安全。
(参考下图,但未显示,基板将连接到引脚5)
多数CMOS器件都有另一种扭曲,即如果芯片的一部分具有正常的Vdd且另一部分看到大的负电流,则将触发大的寄生SCR,这是该结构的副作用,然后该器件的电源会汲取大电流,从而如果电流不受外部限制,则会导致过热,熔化等。这称为闩锁。
当您超过工作电压或反向供电电压时,什么会释放出魔幻的蓝色烟雾?
适用于任何“芯片”
考虑内部设备的非线性,不对称(对极性敏感),物理上较小的性质及其较小的热传导路径。将此与非常精细的绝缘层(高场V / m)的低压破坏耦合在一起,从而产生双向低电阻传导路径。
内部单个器件的温度会很快升高,并破坏其半导体/绝缘性能。一旦销毁,它会产生其他低电阻路径,从而导致芯片上其他设备上的多个级联故障。
所有这一切都非常迅速地发生,并且非常容易发生。(想想,矮矮胖胖的家伙-把所有的东西放回原处都不会回到原来的位置-矮胖的家伙离开了建筑物)
您该如何修理?
基本上你不能造成魔法不存在。电路中将存在许多相互作用的故障,因此几乎不可能定位任何故障。(即使在“简单的” IC中也要处理数十万个设备。)必须同时识别和替换所有故障设备(假设您有能力在原子级别上重建所有故障设备)。 -只错过一个,开机时必须重新开始。
简单的解决方案(最省时,省钱又省钱的解决方案)将死掉的臭虫扔掉,从经验中学习,用全新的全规格芯片替换它,下次使用电源时要格外小心。
一个较晚的答案是,我通过另一个问题来到这里,但注意到实际上这些答案都没有解决通过施加反向电源电压几乎可以炸毁任何IC /芯片的真正原因。
真正的原因是所有芯片都需要在所有不是这样电路的引脚上的引脚上都具有ESD保护:
所以几乎每个销钉都有这个!那是很多并联的二极管。您可以通过反转电源轻松地破坏所有这些二极管。这实际上会破坏您的芯片。
如上所述的闩锁是在电源具有正确的极性但电流流入或流入输入或输出时导致上述故障的情况下发生的效果。与供应逆转无关!如果您认为我在胡说八道,那么请查看如何执行闩锁测试。有专门的测量设备可以进行这种测试。
请仔细阅读本优秀的文章闭锁解释并注意供应“正常”,所以不会逆转!仍有疑问时,请阅读EIA / JEDEC标准IC闩锁测试EIA / JESD78。