CMOS 工藝中的寄生晶閘管(SCR)結構，是由 NMOS 和 PMOS 的寄生 NPN/PNP 晶體管相互連接形成的。這些寄生晶體管平時處于關閉狀態，但當受到電壓尖峰、靜電干擾或高溫時，會觸發正反饋環路，導致電流在芯片內部無限放大，最終燒毀芯片或迫使系統斷電。這一現象即為閂鎖效應。
如何快速判斷電路是否存在閂鎖?
如果遇到以下情況，可以是閂鎖在作祟：
電流突然激增：芯片耗電猛增，遠超正常工作電流。
電壓突然暴跌：電源電壓“斷崖式下跌”，導致芯片復位或功能紊亂。
高溫更易崩潰：芯片在高溫環境下(如>85℃)更容易觸發閂鎖。
檢測方法：
靜電測試：模擬人體接觸放電，驗證芯片抗ESD能力(IEC 61000-4-2)。
浪涌測試：模擬雷擊或電源波動，測試電路穩定性(IEC 61000-4-5)。
電腦模擬：用仿真工具(如TCAD)預判寄生結構的觸發閾值，優化設計。
不同器件的“觸發門檻”與防護方案
器件類型 | 觸發條件 | 防護建議 |
電流過大（如10A以上） | ||
CMOS芯片（如單片機） | I/O口對地電壓異常（I/O口低于-1.8V或高于VCC+0.7V） | 1. I/O口串聯200Ω電阻“限流”；2. 用TVS二極管箝位電壓；3.熱插拔時優先連接地線，避免電位差觸發寄生晶體管！ |
LDO（低壓差穩壓器） | 電流過載（如輸入1.8V時達900mA） | 1. 串電阻“分流”；2.加“復位開關”強制重啟；3.選抗閂鎖設計的穩壓器。 |
運算放大器（如OPA4H199） | 輸出短路或過載（如電流超120mA） | 1. 輸出端加電阻“限流”；2. 用自恢復保險絲當“自動開關”。 |
雷卯電子的“防閂鎖武器庫”
1. 高功率接口：TVS二極管 + 自恢復保險絲
TVS二極管：納秒級響應，將電壓尖峰箝位至安全閾值，防止寄生晶體管觸發。
自恢復保險絲(PPTC)：過流時自動斷開電路，故障排除后自動復位，避免持續損壞。兩者協同可阻斷閂鎖觸發條件。
2.低電壓/高速接口：ESD靜電防護
低電容ESD器件：像“防靜電外套”一樣，包裹芯片接口，防止靜電“電擊”觸發閂鎖，同時不影響信號速度(如USB、HDMI)。
雷卯推薦的“防閂鎖武器”清單，按場景選擇，簡單有效，詳細方案可關注雷卯電子公眾號或聯系雷卯EMC小哥。
類型 | 型號 | 描述 | 封裝 | 應用 |
ESD | ULC0524BLC | 5V,0.3/0.8PF,5A | DFN2510P10 | DP接口靜電防護 |
ESD | SDA1211CDN | 12V,Bi,8PF,8A | DFN1006 | 12V電源接口防靜電 |
ESD | SD24C | 24V,Bi,50PF,12A | SOD-323 | CAN接口靜電防護 |
ESD | SMC24 | 24V,Bi,30PF,9A | SOT-23 | CAN接口靜電防護 |
ESD | ESDA05CP | 5V Bi, 10PF,5A | DFN1006-2 | GPIO靜電保護 |
ESD | SDA05W5 | 5V,Uni,30PF,3A | SOT-353 | GPIO靜電保護 |
ESD | ULC332010T8 | 3.3V,1.5PF,30A | DFN2010-8 | 千兆網防靜電 |
ESD | GBLC03C | 3.3V,Bi,0.6 PF,20A | SOD-323 | 千兆網防靜電 |
ESD | SLVU2.8-4 | 2.8V,Bi,2 PF,30A | SOP-08 | 千兆網防靜電 |
ESD | USRV05-4 | 5V,Uni,0.7PF,5A | SOT-26 | SD卡靜電防護 |
ESD | ULC3304P10 | 3.3V,Uni, 0.4PF,5A | DFN2510P10 | HDMI 2.0靜電保護 |
ESD | SR05W | 5V,Uni,3PF,20A | SOT-143 | USB2.0 靜電保護 |
ESD | LC0502D6 | 5V,0.8PF,6A | SOT-26 | USB2.0靜電防護 |
ESD | ULC05DT3 | 5V,Uni,0.6PF,4A | SOT-23 | eSATA靜電保護 |
ESD | ULC0568K | 5V,0.3PF,5A | DFN4120-10 | USB3.0靜電保護 |
ESD | ULC0502P3 | 5V,Uni,0.6PF,5A | DFN1006-3 | USB3.0 靜電保護 |
ESD | ULC0524P | 5V,Uni,0.3PF,5A | DFN2510P10 | USB3.0靜電保護 |
ESD | SMC12 | 12V,Bi,45PF,15A | SOT-23 | I2C接口靜電保護 |
ESD | ULC0504P | 5V,0.4PF,5A | DFN1616-6 | TF卡靜電保護 |
ESD | SR12W | 12V,5PF,16A | SOT-143 | RS232靜電保護 |
ESD | SMC15 | 15V,Bi,40PF,9A | SOT-23 | RS232靜電保護 |
ESD | SM712 | 7/12V,Bi,34PF,22/17A | SOT-23 | RS485接口靜電保護 |
ESD | ULC0542C13 | 5V,Bi,0.13PF,3A | DFN1006 | WIFI天線靜電保護 |
ESD | LC0504F | 5V,Uni,0.8PF,5A | SOT-363 | SIM卡靜電保護 |
ESD | LC05CI | 5V,Bi,1.2PF,20A | SOD-323 | RF天線接口防靜電 |
ESD | ULC0521C | 5V,Bi,0.26PF,5A | DFN0603 | 音頻接口靜電保護 |
ESD | LCC05DT3 | 5V,Bi,1.2PF,12A | SOT-23 | 音頻接口靜電保護 |
ESD | SDA1511DN | 15V,50PF,10A | DFN1006 | DC12V電源防靜電 |
ESD | ESDA05CC | 5V,Bi,39PF,20A | SOD-523 | 電源輸出接口靜電 |
ESD | PTVS0542H100 | 5V,190PF,105A | DFN1006 | 5V供電接口防靜電 |
總結：防閂鎖三板斧
1.設計時“防微杜漸”：
電源去耦：芯片電源引腳并聯0.1μF陶瓷電容，抑制電壓毛刺。
布局優化：縮短敏感信號線長度，減少寄生電容耦合;增加襯底和阱的接地接觸，降低寄生電阻。。
版圖設計：在I/O區域添加Guard Ring(環形接地層)，阻止載流子擴散觸發閂鎖。
2.器件選型“硬核防御”：
高功率接口選TVS，PPTC防過流，低壓高速信號選ESD，像給電路穿“防彈衣”。
3.雷卯“定制服務”：
遇到復雜場景?雷卯技術團隊可量身定制方案，像“電路醫生”一樣對癥下藥!
Leiditech雷卯電子致力于成為電磁兼容解決方案和元器件供應領導品牌，供應ESD，TVS，TSS，GDT，MOV，MOSFET，Zener，電感等產品。雷卯擁有一支經驗豐富的研發團隊，能夠根據客戶需求提供個性化定制服務，為客戶提供最優質的解決方案。
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