各种电子元器件介绍24（共5篇）

第一篇：各种电子元器件介绍24

便携式电子产品以电池作为电源。随着便携式产品的迅猛发展，各种电池的用量大增，并且开发出许多新型电池。除大家较熟悉的高性能碱性电池、可充电的镍镉电池、镍氢电池外，还有近年来开发的锂电池。本文主要介绍有关锂电池的基本知识。这包括它的特性、主要参数、型号的意义、应用范围及使用注意事项等。

锂是一种金属元素，其化学符号为li(其英文名为lithium)，是一种银白色、十分柔软、化学性能活泼的金属，在金属中是最轻的。它除了应用于原子能工业外，可制造特种合金、特种玻璃(电视机上用的荧光屏玻璃)及锂电池。在锂电池中它用作电池的阳极。

锂电池也分成两大类：不可充电的及可充电的两类。不可充电的电池称为一次性电池，它只能将化学能一次性地转化为电能，不能将电能还原回化学能(或者还原性能极差)。而可充电的电池称为二次性电池(也称为蓄电池)。它能将电能转变成化学能储存起来，在使用时，再将化学能转换成电能，它是可逆的，如电能化学能锂电池的主要特点：灵巧型便携式电子产品要求尺寸小、重量轻，但电池的尺寸及重量与其它电子元器件相比往往是最大的及最重的。例如，想当年的“大哥大”是相当“粗大、笨重”，而今天的手机是如此的轻巧。其中电池的改进是起了重要作用的：过去是镍镉电池，现在是锂离子电池。

锂电池的最大特点是比能量高。什么是比能量呢?比能量指的是单位重量或单位体积的能量。比能量用wh/kg或wh/l来表示。wh是能量的单位，w是瓦、h是小时；kg是千克(重量单位)，l是升(体积单位)。这里举一个例来说明：5号镍镉电池的额定电压为1.2v，其容量为800mah，则其能量为0.96wh(1.2v×0.8ah)。同样尺寸的5号锂－二氧化锰电池的额定电压为3v，其容量为1200mah，则其能量为3.6wh。这两种电池的体积是相同的，则锂－二氧化锰电池的比能量是镍镉电池的3.75倍!

一节5号镍镉电池约重23g，而一节5号锂－二氧化锰电池约重18g。一节锂－二氧化锰电池为3v，而两节镍镉电池才2.4v。所以采用锂电池时电池数量少(使便携式电子产品体积减小、重量减轻)，并且电池的工作寿命长。

另外，锂电池具有放电电压稳定、工作温度范围宽、自放电率低、储存寿命长、无记忆效应及无公害等优点。

锂电池的缺点是价格昂贵，所以目前尚不能普遍应用，主要应用于掌上计算机、pda、通信设备、照相机、卫星、导弹、鱼雷、仪器等。随着技术的发展、工艺的改进及生产量的增加，锂电池的价格将会不断地下降，应用上也会更普遍。

不可充电的锂电池

不可充电的锂电池有多种，目前常用的有锂－二氧化锰电池、锂—亚硫酰氯电池及锂和其它化合物电池。本文仅介绍前两种最常用的。

1锂－二氧化锰电池(limno2)

锂－二氧化锰电池是一种以锂为阳极、以二氧化锰为阴极，并采用有机电解液的一次性电池。该电池的主要特点是电池电压高，额定电压为3v(是一般碱性电池的2倍)；终止放电电压为2v；比能量大(见上面举的例子)；放电电压稳定可靠；有较好的储存性能(储存时间3年以上)、自放电率低(年自放电率≤2％)；工作温度范围－20℃～＋60℃。

该电池可以做成不同的外形以满足不同要求，它有长方形、圆柱形及纽扣形(扣式)。圆柱形的也有不

同的直径及高度尺寸。

2锂－亚硫酰氯电池(lisocl2)

锂－亚硫酰氯电池是比能量最高的一种，目前可达到500wh/kg或1000wh/l的水平。它的额定电压是36v，以中等电流放电时具有极其平坦的34v放电特性(可在90％容量范围内平坦地放电，保持不大的变化)。电池可以在－40℃～＋85℃范围内工作，但在－40℃时的容量约为常温容量的50％。自放电率低(年自放电率≤1％)、储存寿命长达10年以上。

应用注意事项

上述两种锂电池是一次性电池，不可充电(充电时有危险!)；电池正负极之间不可短路；不可以过大电流放电(超过最大放电电流放电)；电池使用至终止放电电压时，应从电子产品中及时取出；用完的电池不可挤压、焚烧及拆卸；不可超过规定温度范围使用。

由于锂电池的电压高于普通电池或镍镉电池，使用时不要搞错以免损坏电路。通过熟悉型号中的cr、er就可以知道它的种类及额定电压。在购买新电池时，一定要按原来的型号来买，否则会影响电子产品性能。

可充电的锂电池

可充电的锂电池有多种，如锂-钒氧化物电池，锂离子电池及国外新开发的锂-聚合物电池等。这里仅介绍前两种，重点介绍锂离子电池。

可充电锂离子电池是目前手机中应用最广泛的电池，但它较为“娇气”，在使用中不可过充、过放(会损坏电池或使之报废)。因此，在电池上有保护元器件或保护电路以防止昂贵的电池损坏。

锂离子电池充电要求很高，要保证终止电压精度在1%之内，目前各大半导体器件厂已开发出多种锂离子电池充电的ic，以保证安全、可靠、快速地充电。

现在手机已十分普遍，手机中一部分是镍氢电池，但灵巧型的手机则是锂离子电池。正确地使用锂离子电池对延长电池寿命是十分重要的。

1.锂-钒氧化物电池(li-v6o13)

锂-钒氧化物电池以锂为阳极、钒氧化物为阴极、无机盐的有机溶剂为电解质组成。它的特点是可以充电。以2号电池为例，将锂-钒氧化物电池与锂-二氧化锰电池及锂-亚硫酰氯电池相比较如表5所示。

由表5可知，由于锂-钒氧化物电池的额定电压仅为2.8v，而且额定容量也小，故与其它两种锂电池相比，其比能量是最小的。该类圆柱形电池的主要参数如表6所示。从表6可看出，其充电次数(循环寿命)也不长，所以这种可充电电池不久就由锂离子电池替代了。

2.锂离子电池(li-ion)

锂离子电池是目前应用最为广泛的锂电池，它根据不同的电子产品的要求可以做成扁平长方形、圆柱形、长方形及扣式，并且有由几个电池串联在一起组成的电池组。

锂离子电池的额定电压为3.6v(有的产品为3.7v)。充满电时的终止充电电压与电池阳极材料有关：阳极材料为石墨的4.2v；阳极材料为焦炭的4.1v。不同阳极材料的内阻也不同，焦炭阳极的内阻略大，其放电曲线也略有差别，如图1所示。一般称为4.1v锂离子电池及4.2v锂离子电池。锂离子电池的终止放电电压为2.5v～2.75v(电池厂给出工作电压范围或给出终止放电电压，各参数略有不同)。低于终止放电电压继续放电称为过放，过放对电池会有损害。

锂离子电池不适合用作大电流放电，过大电流放电时会降低放电时间(内部会产生较高的温度而损耗能量)。因此电池生产工厂给出最大放电电流，在使用中应小于最大放电电流。

锂离子电池对温度有一定要求，工厂给出了充电温度范围、放电温度范围及保存温度范围。

锂离子电池对充电的要求是很高的，它要求精密的充电电路以保证充电的安全。终止充电电压精度允差为额定值的±1%(例如，充4.2v的锂离子电池，其允差为±0.042v)，过压充电会造成锂离子电池永久性损坏。锂离子电池充电电流应根据电池生产厂的建议，并要求有限流电路以免发生过流(过热)。一般常用的充电率为0.25c～1c（c是电池的容量，如c=800mah，1c充电率即充电电流为800ma）。在大电流充电时往往要检测电池温度，以防止过热损坏电池或产生爆炸。

锂离子电池充电分为两个阶段：先恒流充电，到接近终止电压时改为恒压充电，其充电特性如图2所示。这是一种800mah容量的电池，其终止充电电压为4.2v。电池以800ma(充电率为1c)恒流充电，开始时电池电压以较大的斜率升压，当电池电压接近4.2v时，改成4.2v恒压充电，电流渐降，电压变化不大，到充电电流降为1/10c(约80ma)时，认为接近充满，可以终止充电(有的充电器到1/10c后启动定时器，过一定时间后结束充电)。

各种锂离子电池的性能如表7所示。

表7(a)型号中的6位数字，前两位为高度尺寸，中间两位为宽度尺寸，后两位为长度尺寸(mm)。例如lis063048，其高为6.7mm，宽为29.9mm，长度为48mm。

表7(b)型号的四位数字中，前两位为直径，后两位为带一位小数点的高度尺寸。例如lir2025，它的直径为20mm，高度为2.5mm。

锂离子电池保护元件及保护电路

锂离子电池在充电或放电过程中若发生过充、过放或过流时，会造成电池的损坏或降低使用寿命。为此，开发出各种保护元件及由保护ic组成的保护电路。它安装在电池或电池组中，使电池获得完善的保护。

1.正温度系数聚合物保护元件

tyco公司最近推出了vlr230(5×12mm)及vlr170(3.6×10mm)自复式条状保护元件，它专门用于锂离子电池或镍氢电池组作过流或过热保护。它在正常温度时自身电阻极低(如vlr230的阻值为0.015ω)，一旦超过阈值电流或阈值温度，电阻会急剧升高而起到保护作用(该保护元件串联在电池电路中，有的安装在电池中)。元件的特性如图3所示，电路如图4所示。这种保护元件在有短路及过充或过放情况发生时，产生大量的热使电池温度升高，由于保护元件的高阻抗而得到保护。当故障排除或断开电路时，它有自复作用(即回到低阻抗)。

在60℃以下vlr170可提供700ma、vlr230可提供900ma充电或放电电流。两元件耐压均为12v。

2.锂离子保护器ic

texas公司最近开发出内部集成了mosfet开关的锂离子电池保护器ic，其尺寸仅为

4.55×3.44×0.88mm(型号为vcc3952a)，它适用于4mm厚的手机锂离子电池作保护用。它外部仅需要一个0.1μf的表面贴装式电容。器件工作电流5μa，可通过3a电流，有4.2v～4.35v四个标准过压电压。它还可用于单锂离子电池中。

本刊2000年第5期发表了“锂-离子电池保护器ic—aic1811”一文。该文较详细地介绍了它的工作原理及有关电路，这里不再介绍。

最近dallas公司开发了高精度锂离子电池监控器ds2760。它包括一个锂离子电池保护电路及一个25mω的电流敏感电阻(电流检测电阻)，该器件是3.25×2.75mm管芯封装。其中有10位电流a/d变换器、10位电压a/d变换器、一个正负10位温度传感器及eeprom等。它采用单线与主系统通信来控制电池的充、放电，全面地保护锂离子电池。

应用注意事项

锂离子电池应用注意事项除与上述不可充电的锂电池相同外，在充电方面还应注意以下几点：

1.锂离子电池有4.1v及4.2v终止充电的不同品种，因此在充电时注意的是4.1v的电池不能用4.2v的充电器充电，否则会有过充的危险(4.1v与4.2v的充电器用的充电器ic是不同的!)。

2.对电池充电时，其环境温度不能超过产品特性表中所列的温度范围。

3.不能反向充电。

4.不能用充镍镉电池的充电器(充三节镍镉电池的)来充锂离子电池(虽然额定电压一样，都是3.6v)，但充电方式不同，容易造成过充。

在放电方面应注意以下几点：

1.锂离子电池放电电流不能超过产品特性表中给出最大放电电流。放电电流较大时，会产生较高的温度(损耗能量)，减少放电时间，若电池中无保护元件会产生过热而损坏电池。

2.不同温度下放电曲线是不同的，如图5所示。从图中可以看出，在不同的温度下，其放电电压及放电时间也不同。在-20℃放电时情况最差。

在贮存方面：

1.电池若长期贮存，要保持在50%放电态。

2.电池应保存在低温、干燥坏境中。

3.要远离热源，也不要置于阳光直射的地方。

第二篇：电子元器件采购网介绍

电子元器件采购网介绍

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第三篇：常用电子元器件简介

常用电子元器件简介

电阻器

△作用：电阻器在电路中主要起分压，流限，分流，负载等作用，基本单位是欧姆(Ω),常用单位还有千欧(k), 兆欧(M)。

△类别：按照制造电阻所用的材料划分,有金属膜电阻,金属膜氧化电阻,绕线电阻,精密合金电阻,玻璃釉电阻等。

△系列值：电阻是按系列值生产的,国际上通常采用E24系列。

△表示法：有文字和色环两种表示方法，文字表示是将电阻的参数直接标在电阻体上，色环标称是近几年来因适应电子自动化装配而广泛采用的。

△功率：额定功率指允许在电阻器上长期负载得最大功率,额定功率及符号如图(小功率电阻一般不标注)。在使用中选用电阻的额定功率应大于其实际功率的1.5~2倍,以留有余量.△可变电阻：又称电位器,用于可变衰减,分压调节等场合.△敏感电阻：常有热敏、压敏、光敏、磁敏等,它是非线性元件,能将其他物理量转化为电量,常用于自动控制电路的检测元件.电感器:

△电感器是一种储存磁场能的元件,可用于滤波、振荡、耦合、磁电转换、阻抗匹配、高压发生等场合。基本单位是亨利H,常用单位有毫亨(mH)、微亨(μH)。

△电感器有自感、互感之分：自感包括高频阻流圈、低频阻流圈、例如日光灯镇流器。互感包括电源变压器、各种信号传输变压器等。

电容器:

△作用：电容器是储存电场能的元件。在电路中起耦合、滤波、振荡、隔直、旁路等作用。基本单位是法拉F,常用单位有微法μF、皮法pF。

△类别：按所用电介质可分为三类：有机介质电容器包括纸介电容、金属化纸介电容、有机薄膜电容、涤纶电容。无机介质电容器包括瓷介电容、独石电容、云母电容。电解电容器包括铝电解、钽电解、铌电解电容器等。气体介质电容器如空气电容器。

△系列值：电容器的系列值依所有材料而论。对于无机介质及高频有机薄膜电容器，其容量系列值同电阻一样，采用E24系列。有机介质低频有机薄膜。

△表示法：有文字表示和三位数码表示。文字表示是直接将参数标在电容体上。

△耐压：是指规定工作温度范围内电容器两端长时间承受最大直流电压,其数值有6.3V、10V、16V、25V、40V、63V、100V、160V、250V、300V、450V、630V、1000V。使用中,额定耐压值应大于实际承受电压值的1.5~2倍。以防电容被击穿。

△可变电容：指通过改变两极间相对位置来改变容量的电容.常用在接收机的调谐回路中选台或振荡回路中改变频率,有单联、双联两种。

△微调电容：也称半可变电容，有瓷介微调和拉线电容两种。

晶体管：

☆二极管

△作用：二极管具有单向导电性，由一个PN组成。在电路中起检波、开关、稳压、整流、隔离、钳位等作用。

△类别：可分为普通、稳压、整流、变容、开关、发光二极管等各种类别。

△参数：最大反向工作电压：二极管所能承受的最大反向电压。最大允许电流：在长期正常工作条件下允许通过的最大正向电流值。

☆三极管:

△作用：三级管具有两个PN 结,能以小的ΔIb 引起大的ΔIc,因此具有放大作用,属于电流控制器件，而场效应管则是电压控制器件。

△类别: 频率分可分为高频管、低频管；按功率分有小、中、大功率管；按材料分分为硅管、锗管等。场效应管按结构差异，可分为结型场效应管和绝缘栅型场效应管。△参数：三级管的主要参数有电流放大倍数β，集电级最大允许电流IcM,最大功耗PcM,截止频率fT , CE极的击穿电压BVceo等。

△场效应管的主要参数与三级管大致相同。

☆可控硅：

作用：用低电压去控制大功率电路的一种无触点的半导体器件，常用在可控整流、交流调压、无触点开关等控制器中。

△类别：有双向、单向可控硅。

△参数：有最小开启电压、最小保持电流，最大允许通过电流。

集成电路:

△集成电路指在半导体制造工艺的基础上,采用光刻等工艺,把整个电路中的元器件制作在一块硅基片上，构成特定的电子电路。英文缩写成IC。

△按工艺分,有薄膜IC、厚膜IC、半导体IC、和混合IC。

△按功能分,有模拟IC、数字IC、接口IC和特殊IC。还可分为通用和专用,模拟IC如运算放大器、模拟乘法器、集成稳压器、功率IC等。数字IC目前使用最多的是TTL型和COMS型,另外还有微处理器类如单片机(MCU),数字信号处理器(DSP)等。接口IC又可分为外围驱动器、电平转换器、显示驱动器、A/D和D/A转换器。

△按用途分可分为专用IC。专用IC针对性很强,又可分为集成化传感器、专用通信IC、消费类电路。

△按有源器件类型分：可分为双极型，单极型,双极-单极混合型。

△按规模分可分为：小规模集成电路(SSI)，集成度为1~12门/片。

中规模(MSI)：集成度13~99门/片。

大规模(LSI)：集成度100~1000门/片。

超大规模(VLSI):集成度大于1000门/片。

电声器件:

常见的电声器件有扬声器、拾音器、耳机、话筒、压电陶瓷片(蜂鸣器)、录音机用磁头、放像机用磁鼓。电表用电磁或磁电式表头。

光电器件:

△作用：光电器件的主要功能是完成光能与电能的转换。通常包括光电耦合器、半导体光敏器件、半导体发光器件、数码和图像显示器件。

△光耦具有体积小、寿命长、无触点、抗干扰性强等优点.常用于隔离线路、开关电路、数模转换、逻辑电路、长线传输、过流保护、高压控制、电平匹配等。常见类型有晶体管型、高灵度达林顿晶体管型、光可控硅型。

△半导体光敏器件有光敏二极管、光敏三极管、硅光电池等。光敏二极管电流线性好、响应速度快。光敏三极管把光敏二极管和普通三极管直接制在一起,自身具有放大作用。硅光电池能把太阳能转化为电能。

△半导体发光器件主要有发光二极管(LED)、红外发射接收二极管、电平指示发光二极管。光电激光LED的寿命长、功耗小、驱动电压低、响应速度快。通常有红黄绿蓝等颜色。光电激光器是一种新兴器件,主要用在激光唱机(CD机),激光视盘机(VCD机),激光光盘存储设备(如光盘驱动器)等。

△数码和图像显示器件有荧光数码管,LEDT段式数码管,LED点阵,LED显示器等。荧光数码管体积大、驱动电压高、现已基本淘汰。LEDT段式数码管体积小、驱动电压低、广泛应用于数字化仪表、计算机终端做数字显示。

LED 接点阵一般将发光二极管做成8x8点阵,用来显示图像。有单色、双色、三色等。广泛应用于广场、车站、体育场等大型显示屏。

LCD显示器是利用液晶的特殊物理性质和光电效应制成的。耗电低但本身不发光,属于被动显示器件,需外光源照明。广泛应用于手机、传呼机、笔记本电脑等便携电子产品。开关件、插接件:

开关件在电路中用于换接电路.常用的有波段开关、钮子开关、按钮开关、微动开关、按键开关、凸轮开关如继电器等。插接件在电路中可实现简便连接，常用的有:Q9型插头座、香蕉插头座、针孔式插头座、耳机,电源用插头座、接线板、面包板等。

电子管:

电子管为真空器件。是在抽成真空的玻璃体中装入电极做成的，多见于早期电子设备中,现

已基本淘汰.但在一些音响发烧友的胆管功放中还能见到它。有二极管、三极管双二极管、双三极管、五极管、七极管等多种形式。

滤波器:

滤波器是指对频率有一定选择作用的二端网络或四端网络。常见的有陶瓷滤波器、晶体滤波器、声表面滤波器等。

熔断器:

熔断器:又称保险器.主要有插入式熔断器、保险丝管、快速保险器、自动可恢复保险丝等。

第四篇：元器件品牌介绍

成电路英特尔是全球最大的芯片制造商，同时也是计算机、网络和通信产品的领先制造商。英特尔为全球日益发展的计算机工业提供建筑模块，包括微处理器、芯片组、板卡、系统及软件等。著名的高容量门阵列电路生产厂商.公司经营有用于通信产品的EPM、EP1K、EPF系列。更全面的收发器解决方案，具有更佳的信号完整性；电子业界可编程芯片方案的优秀供货商。德州仪器，欧洲老牌半导体厂商。公司经营主要有 74系列、CD40系列、TL系列等。TI作为一家跨国的半导体公司, 是最早进行开发和销售射频识别产品的公司。为RFID产品的业界领导供应厂商。

全球最大的网络芯片制造商之一。公司经营有网卡、交换机、路由器系列主芯片。

Lattice（莱迪思）半导体公司设计、开发和销售高性能的可编程逻辑器件（PLD）

和相关软件。依靠自己的专利技术，致力于提供革新的和多样化的可编程解决方案。

嵌入式控制解决方案提供商。生产各类存储器、8位PIC产品、智能卡芯

片等。摩托罗拉半导体，以数字逻辑器件、模拟和接口器件、通信及功率器件、各类微处理器、存储器电路为主。2004年4月4日新公司的名称改为Freescale半导体。东芝半导体，先进的加工技术，高精度的产品开发能力以及对全球客户在宽带设备销售方面的经验，将东芝定位于全球半导体市场的持续领导地位。产品齐全,公司经营主要有TLP光藕系列。Mitel公司是一家半导体及电讯设备制造商，设计、生产、销售通讯半导体产品。作为历史最久的通信元件制造商之一，公司经营有 MT系列所有产品主芯片。[url=ttp://.tw/][/url]盛群半导体。公司经营有 HT9170系列、HT48R、HT46R、HT9200系列。Intersil（英特锡尔）为高性能模拟解决方案提供商。普诚科技。公司经营有 PT全系列产品。

NXP 是一家新近独立的半导体公司，由飞利浦公司创立，已拥有五十年的悠久历史。NXP 提供半导体、系统解决方案和软件、为手机、个人媒体播放器、电视、机顶盒、智能识别应用、汽车以及其它广泛的电子设备提供更好的感知体验。

Maxim Integrated Products是全球范围内线性、混合信号集成电路(IC)的设计、研发与制造领域的领导者。全球最大的汽车电子半导体供应商，其前身是摩托罗拉半导

有支持多种

产

专业生产 PCI 体，在 8位、16位、32位汽车MCU领域一直保持领先地位。计算机及 Modem、数码相机、PC 外设、消费类和工业方面的电路。品有高速 DRAM、SRAM、闪速存储器、多媒体集成电路。

控制接口界面电路，ATM/SDH 光接口界面电路等。American Microsystems 是混合信号 / 数字 ASICs 专业厂商

音频解码器制造商。VCD/DVD MPEG-1 及 MPEG-2 视频 / RF/Microwave 器件专业厂商。生产 FPGA 系列可编程电路，具有专利的 FPIC 芯片等。视像传输与处理芯片的专业厂商。旭化成的主产品： Hall elements、Hall effect ICs、Magneto resistive sensors、D.C.Current sensors ； Pellicle for IC & LCD photomasks 等。

专业生产 ATM 通信范畴的电路显示芯片制造厂商，包括从低价的 Video Xpression 到高价的 ALL IN WONDER 系列以及与 DVD、TV 相结合的产品都有，并有自己品牌的各类显示卡。使用 ATI 芯片的厂商主要有华硕、蓝宝石(SAPPHIRE)、3Dlabs 等。

器生产商E2PROMs 及部分混合信號電路製造商。存储CYPRESS生产一系列的 RAM、ROM，I/O 控制电路等。产品应用：时钟与缓冲器、控制通信、成帧器和映射器、图像传感器、存储、网络处理、光学传感器、PSoC混合信号控制器、物理层器件、可编程逻辑、太阳能电池、通用串行总线、无线。达拉斯，老资格的半导体厂商，某些 DS 系列电路独霸天下。

专业生产打印机 , 但很多电子产品上有该公司的元器件、LCD.理光当前拥有的产品涵盖了复印机、打印机、传真机、光盘驱动、数码相

机和电子设备等Linear（凌力尔特公司）设计和制造门类广泛的高性能模拟集成电路。产品分类：信号调理、数据转换、电源管理、接口、高频和光学、特殊功能。

Xilinx是世界领先的可编程逻辑解决方案改革者。Xilinx引领着可编程逻辑

器件（PLD）市场-半导体行业发展最快速的部门之一。Broadcom是全球领先的有线和无线通信半导体公司;是世界上最大的无生产线半导体公司之一，专注基于模拟技术的半导体产品，包括电源管理、图像技术、显示驱动器、音频、放大器和数据转换等领域的独立元件和子系统。全球主要的高性能半导体产品的供应商，销售市场包括电源、接口元件、模似、混合讯号、逻辑元件、光电组件、以及可设定产品等。国际半导体产业富有创造性的领导者。产品广泛使用在有线、无线通信领域、汽车及工业电子、计算机安全以及芯片卡市场。前身是德国西门子公司的半导体部门Allegro Microsystems 专注于高性能电源集成电路及霍尔效应传感器的开发、制造及销售.打印机、扫描仪、复印机及便携式设备(例如手机)应用领域也有优势。全球高性能电源解决方案的首要供应商，产品有模拟

VIA（威盛）为全球IC 设计电源转换器件到整流器、二极管、MOSFET。

与个人电脑平台解决方案领导厂商，网络系统整合组件供应商及 CPU 生产厂商之一。以自有品牌进军国际市场，个人计算机中所使用的系统芯片组，为威盛电子的主力产品线。

美国模拟器件公司ADI，为全球领先的手机半导体器件供应商，国际上著名的高精度模拟电路制造商之一，生产有线性电路、混合信号电路、各类数据转换及放大处理电路等。国际上著名的工业控制及传感器件的制造商。属于美国通用动力公司，涉及航天航空、卫星通信领域。主产品有： CMOS RAMs、EEPROM、LCD、微波器件、卫星通信器件等。单片微处理机系统供应商，提供十余个厂商的单片机产品及技术服务。意法半导体公司是全球最大的半导体公司之一。ST长期以来一直是中国半导体市场的领导者，公司经营有全系列三端器件，其三端品件有很大市场占有率。公司以生产数据通信领域中的电路为著称。

惠普半导体有“专”、“精”的特点，主产品有红外光电器件、光电耦合器件、微

波射频器件、控制器件等，基本围绕 HP 的仪器仪表和打印机及成像产品。

目前全球最大的电子合约制造服务商(EMS)之一Mitel公司是一家半导体及电讯设备制造商，设计、生产、销售通讯半导体产品。作为历史最久的通信元件制造商之一，公司经营有 MT系列所有产品主芯片。Linear（凌力尔特公司）设计和制造门类广泛的高性能模拟集成电路。产品分类：信号调理、数据转换、电源管理、接口、高频和光学、特殊功能。国际整流器公司IR为全球功率半导体和管理方案领导厂商。产品应用：交流—直流、家电、音响、汽车电子。Marvell致力于创新性能最好的宽带通信技术，以支持下一代网络和存储设备，在该领域处于世界领先地位。存储芯片Samsung最终用户主要是通讯、计算机、工业、汽车、医药、军事及消费品市场的原始设备生产商。公司经营全系列 SST品牌之FLASH

Hynix半导体公司现已稳固发展成为一个世界水平的半导体制造商。现已成为世界最大的DRAM生产商。公司经营有SDRAM、NAND FLSH等。主要生产消费性产品、计算机及计算机外设产品、通讯产品，DRAM 及 flash、SRAM

ISSI（蕊盛）是一家国际性的高科技公司，专门从事设计、开发、制造和销

售高性能集成电路存储器，是北美最大的SRAM制造商之一。Micron（美国美光）半导体是全球第二大内存芯片厂，是全球著名的半导体存储器方案供应商，是美国500强企业之一。AMD(超威半导体)为全球领先的微处理器解决方案供应商。公司专门为计算机、通信和消费电子行业设计和制造各种创新的微处理器、闪存和低功率处理器解决方案。ATMEL是世界上高级半导体产品设计、制造和行销的领先者。其产品涵盖了先进的逻辑器件、非易失性存储器、混合信号器件以及RF集成电路。

Fujitsu(富士通)为日本通讯产品所用系统芯片领导厂商之一。电子器件、半导体

产品：专用集成电路、模拟产品、存储器产品、微处理器、晶片代工服务/晶圆代工服务、系统LSI解决方案。日立半导体产有单片机、存储器、通讯电路、消费类电

Rohm是在系路、光电器件、各类分立器件及特殊应用电路等等。被动元件

统LSI以及最新半导体技术是首屈一指的主导企业，以“用不坏的零件”为目标，实现了世界最高质量和可靠性。产品包括大规模集成电路、模块、光学元件、模块组件、分立元件、无源元件等。世界首屈一指的电子组件与纪录媒体制造商，生产的 TDK 磁头 / 光头全球市场占有率第一，TDK 磁带全球总销量第一。Vishay为全世界最大的分立半导体和无源元件制造商。Murata提供通用产品，也提供专用产品。村田制作所一直成功开发出了众多具有独创性的电子元器件。Murata量产业界最小单/双频段SAW滤波器。松下半导体公司致力于开发,生产和销售包括MOS LSI,CCD图像传感器,双极性IC,各种通用分立元件,全息激光组件/GaAs/LED为主的化合物产品,以及内置高感应体存储器的IC卡等各种半导体产品。民用和工业电子产品的元件主要制造商，同时也生产陶瓷滤波器、半导体、交换式电源、集成组件、VAST 通讯系统及可变电容器等机械元件。产品广泛应用于汽车用电子设备，试验与测量设备，工业自动化设备，医疗电子设备 消费设备，计算机与周边设备，电信设备便携式电子设备。

机电元件

Pioneer为亚洲区授权分销商!专业从事无源电子元器件和互连接产品的设计、开发、生产和销售Knitter-switch公司是欧洲最大的开关制造商之一。欧姆龙株式会社是全球知名的自动化控制及电子设备制造厂商，掌握着世界领先的传感与控制核心技术。Molex（莫莱克斯）公司是全球最大的互连产品制造商之一。是一家拥有60年历史的企业，其制造的产品包括电子设备、电气和光纤互连产品和系统、开关和应用工具等。JST

是开发生产具有节能、环保特性的新型输变电设备的专业厂家。世界上最大的无源电子组件制造商，并在先进的无线、光纤类和全功率系统产品及技术方面处于全球领先地位，同时还提供布线产品及整体系统。

第五篇：电子元器件失效分析

电子元器件失效分析

1.失效分析的目的和意义

电子元件失效分折的目的是借助各种测试分析技术和分析程序确认电子元器件的失效现象.分辨其失效模式和失效机理.确定其最终的失效原因，提出改进设计和制造工艺的建议。防止失效的重复出现，提高元器件可靠性。失效分折是产品可靠性工程的一个重要组成部分，失效分析广泛应用于确定研制生产过程中产生问题的原因，鉴别测试过程中与可靠性相关的失效，确认使用过程中的现场失效机理。

在电子元器件的研制阶段。失效分折可纠正设计和研制中的错误，缩短研制周期；在电子器件的生产，测试和试用阶段，失效分析可找出电子元器件的失效原因和引起电子元件失效的责任方。根据失效分析结果。元器件生产厂改进器件的设计和生产工艺。元器件使用方改进电路板设汁。改进元器件和整机的测试，试验条件及程序，甚至以此更换不合格的元器件供货商。因而，失效分析对加快电子元器件的研制速度.提高器件和整机的成品率和可靠性有重要意义。

失效分折对元器件的生产和使用都有重要的意义.如图所列。

元器件的失效可能发生在其生命周期的各个阶段.发生在产品研制阶段，生产阶段到使用阶段的各个环节，通过分析工艺废次品，早期失效，实验失效及现场失效的失效产品明确失效模式、分折失效机理，最终找出失效原因，因此元器件的使用方在元器件的选择、整机计划等方面，元器件生产方在产品的可靠性方案设计过程，都必须参考失效分折的结果。通过失效分折，可鉴别失效模式，弄清失效机理，提出改进措施，并反馈到使用、生产中，将提高元器件和设备的可靠性。

2.失效分析的基本内容

对电子元器件失效机理，原因的诊断过程叫失效分析。进行失效分析往往需要进行电测量并采用先进的物理、冶金及化学的分析手段。失效分析的任务是确定失效模式和失效机理.提出纠正措 施，防止这种失效模式和失效机理的重复出现。因此，失效分析的主要内容包括：明确分析对象。确定失效模式，判断失效原因，研究失效机理，提出预防措施（包括设计改进)。

2.1 明确分析对象

失效分析首先是要明确分析对象及失效发生的背景。失效分析人员应该了解失效发生时的状况.确定在设计，生产，检测，储存，传送或使用哪个阶段发生的失效，如有可能，要知道失效发生时的现象以及失效发生前后的操作过程。在条件许可的情况下.尽可能的复现失效。

2.2 确定失效模式

失效的表面现象或失效的表现形式就是失效模式。失效模式的确定通赏采用两种方法，即电学测试和显微镜现察。根据测试、观察到的现象与效应进行初步分析，确定出现这些现象的可能原因，或者与失效样品的哪一部分有关；同时通过立体显微镜检查，观察失效样品的外观标志是否完整，是否存在机械损伤，是否有腐蚀痕迹等；通过电特性试，判断其电参数是否与原始数据相符.分析失效现象可能与失效样品中的哪一部分有关；利用金相显微镜和扫描电子显微镜等设备观察失效部位的形状，大小，位置，颜色，机械和物理结构，物理特性等，准确的描述失效特征模式。

失效模式可以定位到电（如直流特性、漏电）或物理（如裂纹、侵蚀）失效特征，根据失效发生时的条件（如老化、静电放电、环境），结合先验知识，区分失效位置.减少诊断失效机理要求的工作量。

2.3 判断失效原因

根据失效模式，失效元器件的材料性质、制造工艺理论和经验，结合观察到的相应失效部位的形状、大小、位置、颜色以及化学组成、物理结构、物理特性等因素，参照失效发生的阶段、失效发生时的应力条件和环境条件，提出可能的导致失效的原因。失效可能由一系列的原因造成，如设计缺陷，材料质量问题，制造过程问题、运输或储藏条件不当，在操作时的过载等，而大多数的失效包括一系列串行发生的事件。对一个复杂的失效，需要根据失效元器件和失效模式列出所有可能导致失效的原因，确定正确的分析次序，并且指出哪里需要附加的数据来支撑某个潜在性因素。失效分析时根据不同的可能性，逐个分折，最终发现问题的根源。

2.4 研究失效机理

对于失效机理的研究是非常重要的，需要更多的技术支撑。

在确定失效机理时，需要选用有关的分析、试验和观测设备对失效样品进行仔细分析，验证失效原因的判断是否属实，并且能把整个失效的顺序与原始的症状对照起來，有时需要用合格的同种元器件进行类似的破坏实验，观察是否产生相似的失效现象。通过反复验证，确定真实的失效原因，以电子元器件失效机理的相关理论为指导。对失效模式、失效原因进行理论推理，并结合材枓性质、有关设 计和工艺理论及经验，提出在可能的失效条件下导致该失效模式产生的内在原因或具体物理化学过程。如存可能, 更应以分子、原了学观点加以阐明或解释。

2.5提出预防措施及设计改进方法

根据分析判断。提出消除产生失效的办法和建议，及时地反馈到设计、工艺、使用单位等各个方面，以便控制乃至完全消除失效的主要失效模式的出现。失效分析要求

随着科技水平的发展和工艺的进歩.电子产品越来越微型化、复杂化和系统化，而其功能却越来越强大，集成度越来越高，体积越来越小。随着科技的发展各种新材料、新器件也不断出现，对失效分析的要求也越来越高；用于失效分析的新技术，新方法和新设备也越来越多。但在实际的失效分析过程中，遇到的样品多种多样，失效情况也各不相同。因此，根据失效分析的目的与实际，选择合适的分析技术与方法，从大到小，从外到内，从非破坏到破坏，从定性到定量，使失效分析迅速、准确、可靠。

电子元器件失效分析的就是要做到模式准确、原因明确、机理清楚、措施得力、模拟再现、举一反三。

3.1 模式准确

如前所述，失效模式是指失效的外在直观失效表现形式和过程规律，通常指测试或观察到的失效现象、失效形式。如开路、短路、参数漂移、功能失效等。模式准确，就是要将失效的性质和类型判断准确。

失效模式的判断应首先从失效环境的分析入手，细心收集失效现场数据。失效现场数据反映了失效的外部环境，对确定失效的责任方有重要意义。有些看来与现场无直接关系的东西可能是决定性的。例如,失效现场数据表明，工作人操作无误，供电系统正常，而整机上的器件出现了早期失效，说明元器件生产厂应对元器件失效负责，应负责整改，排除工艺缺陷，提高产品可靠性。

收集失效现场数据主要包括：失效坏境、失效应力、失效发生期、失效现象及过程和失效样品在失效前后的电测量结果。

失效环境包括：温度、湿度、电源环境，元器件在电路图上的位置、作用，工作条件和偏置状况。失效应力包括：电应力、温度应力、机械应力、气候应力和辐射应力。如样品经可靠性试验而失效，需了解样品经受实验的应力种类和时间

失效发生期包括：失效样品的经历、失效时间、失效发生的阶段，如研制、生产、测试、试验、储存、使用等。

3.2

原因明确

失效原因的判断通常是整个失效分析的核心和关键，对于确'定失效机理，提出预防措施具有总要的意义。

失效原因通常是指造成电子元器件失效的直接关键性因素，其判断建立在失效模式判断的基础上。通过失效原因的分析判断，确定造成失效的直接关键因素处于设汁、材料、制造工艺、使用及环境的哪―环节。

失效现场数据为确定电子元器件的失效原因提供了重要线索。失效可分为早期失效、随机尖效和磨损失效。而早期失效主要由工艺缺陷、原材料缺陷、筛选不充分引起。随机失效主要由整机开关时的浪涌电流、静电放电、过电损伤引起。磨损失效主要由电子元器件自然老化引起。根据失效发生期，可估计失效原因，加快失效分析的进度。此外，根据元器件失效前或失效时所受的应力种类和强度，也可大致推测失效的原因，加快失效分析的进程。如表：

然而失效原因的确定是相当复杂的,其复杂性表现为失效原因具有的一些特点。如原因的必要性、多样性、相关性、可变性和偶然性，需要综合多方面情况及元器件特点进行。

3.3 机理清楚

失效机理是指失效的物理、化学变化过程。微观过程可以追溯到原子、分子尺度和结构的变化，但与此相对的是它迟早也要表现出一系列宏现（外在的）性能，性质变化，如疲劳、腐蚀和过应力等。失效机理是对失效的内在本质、必然性和规律性的研究，是人们对失效内在本质认识的理论提高和升华。

失效原因通常可以分为内因和外因两种.失效机理就是失效的内因。它是导致电子元器件发生失效的物理、化字或机械损伤过程。失效机理研是失效的深层次内因或内在本质.即酿成失效的必然性和规律性的研究。要清楚地判断元器件失效机理就必须对其失效机理有所了解和掌握。如在集成电路中金属化互连系统可能存在着电迁移和应力迁移失效，这两种失效的物理机制是不同的，产生的应力条件也是不同的。对于失效机理的研究和判断需要可靠性物理方面的专业知识。

3.4 措施得力，模拟再现，举一反三

措施得力，模拟再现，举一反三是建立在前面对失效模式、失效原因和失效机理深入分折和准确把握的基础上。当然制定预防措施也应考虑长远的手段和产品使用问题。以及工程上的可行性、经济性等方面。模拟再现则要分折模拟的可能性和必要性，同时，随着计算机技术的高速发展，计算机模拟仿真也成为模拟再现的一个重要手段。

失效分析是一个复杂的、综合性的过程.它不仅仅只是失效分析工程师的工作.而且需要设计工程师、制造工程师、使用工程师的密切配合。只有在各个方面的团结协作下，才能找到产品失效的真实原因，准确判断其失效机理，揭示引起产品失效的过程，起到改进产品设计，提高产品固有可靠性和使用可靠性目的。

另外，为了得到一个成功的失效分析结果，避免犯一些常见的错误，所有可能涉及失效现象处理的人，都应该具备—些处理故障现象的基本知识。

1.保护实物证据 2.避免过多的加电测试

3.保证失效元器件在到达失效分析工程师之前不再受到损伤 4.制定失效分析方案 5.确定失效现象 6.失效分析的基本

失效分析应遵循先光学后电学、先面后点、先静态后动态、先非破坏后破坏、先一般后特殊、先公用后专用、先简单后复杂、先主要后次要的基本原则，反复测试、认真比较。同时结合电子元器件结构、工艺特点进行分析，避免产生错判、误判。主要失效模式及其分布

电子元器件的种类很多，相应的失效模式和失效机理也很多。总体来说，电子元器件的失效主要是在产品的制造，试验，运输，储存和使用等过程中发生的。与原材料、设计、制造、使用密切相关。下图给出了一些电子元器件现场使用失效模式及其分布的数据统计结果：

5.失效的主要机理及其定义

失效机理是指引起电子元器件失效的实质原因，即引起电子元器件失效的物理或化学过程.通常是指由于设计上的弱点（容易变化和劣化的材料的组合）或制造工艺中形成的潜在缺陷，在某种应力作用下发生的失效及其机理。

为了通过物理、化学的方法分析失效发生的现象，理解和解释失效机理，需要提供模型或分析问题的思维方法，这就是失效物理模型。元器件的失效物理模型大致分为反应论模型、应力强度模型、界限模型、耐久模型、积累损伤（疲劳损伤）模型等.如下表所列。对于半导体元器件来说.失效机理通常有两种失效物理模型：反应论模型和应力强度模型。

失效机理是电子元器件失效的物理或化学本质，从研究原始缺陷或退化进入失效点的物理过程。进一步确定导致失效的表面缺陷、体缺陷、结构缺陷。确定电学、金属学、化学及电磁学方面的机理。电子元器件种类繁多，导致失效的机理也很多，不同失效机理对应的失效摸式不一样。甚至相问的失效机在不同电子元器件导致的失效模式都不一样，因此需要在失效分析时认真对待,严格区分。

5.1 机械损伤

机械损伤在电子元器件制备电极及电机系统工艺中经常出现，如果在元器件的成品中，存在金属膜的划伤缺陷而末被剔除，则划伤缺陷将是元器件失效的因素，必将影响元器件的长期可靠性。.2結穿刺（结尖峰）

结穿刺即指PN结界面处为一导电物所穿透。在硅上制作欧姆接触时，铝-硅接触系统为形成良好的欧姆接触必须进行热处理，这时铝与硅相连接是通过450-550摄氏度热处理后在分立的点上合金化形 成的。在该合金化温度范围内，硅在铝的固溶度很大，但铝在硅中的固溶度要低很多，固溶度之差导致界面上的硅原子净溶解在铝中，同时界面上的铝也扩散到硅中填充硅中的空位。这就是在铝膜加工过程中，发生由于硅的局部溶解而产生的铝“穿刺”透入硅衬底问题的问题。结穿刺经常导致PN结短路失效。

5.3 铝金属化再结构

由于铝与二氧化硅或硅的热膨胀系数不匹配，铝膜的热膨胀系数比二氧化硅或者硅大，党元器件在间歇工作过程中，温度变化或者高低温循环试验时，铝膜要受到张应力和压应力的影响，会导致铝金属化层的再结构。铝金属化层再结构经常表现为铝金属化层表面粗糙甚至表面发黑，显微镜下可见到表面小丘、晶须或皱纹等。

5.4 金属化电迁移

当元器件工作时，金属互连线的铝条内有一定强度的电流流过，在电流作用下，金属离子沿导体移动，产生质量的传输，导致导体内某些部位产生空洞或晶须（小丘）这就是电迁移现象。在一定温度下，金属薄膜中存在一定的空位浓度，金属离子热振动下激发到相邻的空位，形成自扩散。在外电场作用下.金属离子受到两种力的作用，一种是电场使金属离子由正极向负扱移动，一种是导电电子和金属离子间互相碰撞发生动量交换而使金属离子受到与电子流方向一致的作用力，金属离子由负极向正极移动，这种作用力俗称“电子风”。对铝、金等金属膜，电场力很小，金属离子主要受电子风的影响，结果使金属离子与电子流一样朝正极移动，在正极端形成金属离子的堆积，形成晶须，而在负极端产生空洞，使金属条断开。

产生电迁移失效的内因是薄膜导体内结构的非均匀性，外因是电流密度。

5.5 表面离子沾污

在电子元器件的制造和使用过程中，因芯片表面沾污了湿气和导电物质或由于辐射电离、静电电荷积累等因素的影响，将会在二氧化硅氧化层表面产生正离子和负离子，这些离子在偏压作用下能沿表面移动。正离子聚积在负电极周围，负离子聚积在正电极周围，沾污严重时足以使硅表面势垒发生相'当程度的改变。这些外表面可动电荷的积累降低了表面电导，引起表面漏电和击穿蠕变等；表面离子沾污还会造成金属的腐浊，使电子元器件的电极和封装系统生锈、断裂。

5.6 金属的腐蚀

当金属与周围的介质接触时，由于发生化学反应或电化学作用而引起金属的破坏叫做金属的腐蚀。在电子元器件中，外引线及封装壳内的金属因化学反应或电化学作用引起电性能恶化直至失效，也是主要的失效机理。

根据金属腐蚀过程的不同特点，可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。金属在干燥气体或无导电性的非水溶液中，单纯由化学作用而引起的腐蚀就叫做化学腐蚀，温度对化学腐蚀的影响很大。当金属与电解质溶液接触时，由电化学作用而引起的腐蚀叫做电化学腐蚀，其特点是形成腐蚀电池，电化学腐蚀过程的本质是腐蚀电池放电的过程，在这个过程中，金属通常作为阳极，被氧化而腐蚀，形成金属氧化物，而阴极反应则跟据腐蚀类型而异，可发生氢离子或氧气的还原，析出氢气或吸附氧气。

5.7 金铝化合物失效

金和铝两种金属，在长期储存和使用后，因它们的化学势不同，它们之间能产生金属间化合物，如生成AuAl2，AuAl，Au2Al等金属间化合物。这几种金属间化合物的晶格常数、膨胀系数、形成过程中体积的变化、颜色和物理性质是不同的，且电导率较低。AuAl3浅金黄色，AuAl2呈紫色，俗称紫斑，Au2Al呈白色.称白斑，是一种脆性的金属间化合物，导电率低，所以在键合点处生成了Au-Al间化合物之后，严重影响相恶化键合界面状态，使键合强度降低，变脆开裂，接触电阻增大等，因而使元器件出现时好时坏不稳定现象，最后表现为性能退化或引线从键合界面处脱落导致开路。

5.8 柯肯德尔效应

在Au-Al键合系统中，若采用金丝热压焊工艺，由于在高温（300摄氏度以上）下，金向铝中迅速扩散。金的扩散速度大于铝的扩散速度，结果出现了在金层—侧留下部分原子空隙，这些原子空隙自发聚积，在金属间化合物与金属交界面上形成了空洞，这就是可肯德尔效应，简称柯氏效应。当可肯德尔空洞增大到一定程度后，将使键合界面强度急剧下降，接触电阻增大，最终导致开路。柯氏空洞形成条件首先是Au-Al系统，其次是温度和时间。

5.9 银迁移

在电子元器件的贮存及使用中，由于存在湿气、水分，导致其中相对活泼的金属银离子发生迁移，导致电子设备中出现短路，耐压劣化及绝缘性能变坏等失效。银迁移基本上市一种电化学现象，当具备水分和电压的条件时，必定会发生银迁移现象。空气中的水分附在电极的表面，如果加上电压，银就会在阳极处氧化成为带有正电荷的银离子，这些离子在电场作用下向阴极移动。在银离子穿过介质的途中，银离子被存在的湿气和离子沾污加速，通常在离子和水中的氢氧离子间发生化学反应，形成氢氧化银，在导体之间出现乳白色的污迹，最后在阴极银离子还原析出，形成指向阳极的细丝。

5.10 过电应力

电子元器件都在其参数指标中设定了使用时所能承受的最大应力，包括最高工作环境温度或壳温，最大额定功率，最大工作电压、电流，峰值电压，最大输入、输出电流、电压等。如果在使用时所加的电应力超过了元器件规定的最大应力.即使是瞬间超过，也将造成电子元器件的损伤，这种电应力就称为过电应力，其造成的损伤主要表现为元器件性能严重劣化或失去功能。过电应力通常分为过压应力和 过流应力。在过电应力作用下，电子元器件局部形成热点，当局部热点温度达到材料熔点时使材料熔化，形成开路或短路，导致元器件烧毁。

5.11 二次击穿

二次击穿是指当元器件被偏置在某一特殊工作点时（对于双极型晶体管，是指V平面上的一点），电压突然跌落，电流突然上升的物理现象，这时若无限流装置及其它保护措施，元器件将被烧毁。凡是有杂质浓度突变的元器件（如PN结等）都具有二次击穿的现象，二次击穿是一种体内现象，对于双极型器件，主要有热不稳定理论（热模式）和雪崩注入理论（电流模式）两种导致二次击穿的机理。对于MOS元器件，诱发二次击穿的机理是寄生的双极晶体管作用。

5.12 闩锁效应

闩锁效应是CMOS电路中存在的一种特殊的失效机理。所谓闩锁（latch-up）是指CMOS电路中固有的寄生可控硅结构被触发导通，在电源和地之间形成低阻大电流通路的现象CMOS电路的基本逻辑单元是由一个P沟道MOS场效应管和一个N沟道MOS场效应管以互补形式连接构成，为了实现N沟道MOS管与P沟道MOS管的隔离,必须在N型衬底内加进一个P型区（P阱）或在P型衬底内加进一个N型区（N阱），这样构成了CMOS电路内与晶闸管类似的PNPN四层结构，形成了两个寄生的NPN和PNP双极晶体管。在CMOS电路正常工作状态时，寄生晶体管处于截止状态。对CMOS电路的工作没有影响，如CMOS电路的输入端、输出瑞、电源端或者地端受到外来的浪涌电压或电流，就有可能使两只寄生晶体管都正向导通，使得电源和地之间出现强电流。这种强电流一开始流动，即使除去外来触发信号也不会中断，只有关断电源或将电源电压降到某个值以下才能解除，这种现象就是CMOS电路的闩锁效应。

5.13 静电损伤

处于不同静电电位的两个物体间发生的静电电荷转移就形成了静电放电，这种静电放电将给电子元器件带来损伤，引起产品失效。电子元器件由静电放电引发的失效可分为突发性失效和潜在性失效两种模式，突发性失效是指元器件受到静电放电损伤后，突然完全丧失其规定的功能，主要表现为开路、短路或参数严重漂移；潜在性失效是指静电放电电能量较低，仅在元器件内部造成轻微损伤，放电后元器件的电参数仍然合格或略有变化，但元器件的抗过电应力能力已明显削弱，或者使用寿命已明显缩短，再受到工作应力或经过一段时间工作后将进一步退化，直至造成彻底失效。

静电放电失效机理可分为过电压场致失效和过电流热致失效。过电压场致失效是指高阻抗的静电放电回路中，绝缘介质两端的电极因接受了高静电放电电荷而呈现高电压，有可能使电极之间的电场超过其介质临界击穿电场，使电极之间的介质发生击穿失效，过电压场致失效多发生于MOS元器件，包括含有MOS电容的双极型电路和混合电路；过电流热致失效是由于较低阻抗的放电回路中，由于静电放电电流过大使局部区域温升超过材料的熔点，导致材料发生局部熔融使元器件失效，过电流热致失效多发生于双极元器件，包括输人用PN结二极管保护的MOS电路、肖特基二极管以及含有双极元器件的混合电路。

5.14 介质的击穿机理

介质击穿，从应用角度可分为自愈式击穿和毁坏性击穿。自愈式击穿是局部点击穿后，所产生的热量将击穿点处的金属蒸发掉，使击穿点自行与其他完好的介质隔离；毁坏性击穿是金属原子彻底侵入介质层，使其绝缘作用完全丧失。根据引起击穿的原因之可将介质击穿分为非本征击穿和本征击穿两种：前者是在介质中的气孔、微裂缝、灰尘、纤维丝等疵点附近，因气体放电、等离子体、电孤、电热分解等引起的击穿；后者是外加电场超过了介质材料的介电强度引起的击穿。无论是非本征击穿还圮本征击穿，按其本质来看，则均可能归结于电击穿、热击穿或热点反馈造成的热电击穿。

5.15 与时间有关的介质击穿（TDDB)TDDB是影响MOS元器件长期可靠性的一种重要的失效机理，当对二氧化硅薄膜施加低于本征击穿场强的电场强度后，经过一段时间后会发生介质击穿现象，这就是与时间有关的介质击穿。它的击穿机理，可以分为两个阶段：第一阶段是建立阶段，在高电场、高电流密度应力的作用下，氧化层内部发生电荷的积聚，积累的电荷达到某一程度后，使局部电场增高到某一临界值；第二阶段实在热或电的正反馈作用下，迅速使氧化层击穿，氧化层的寿命由第一阶段中电荷的累计时间确定。

5.16 热栽流子效应

所谓热载流子，是指其能量比费米能寄大几个KT以上的载流子，这些载流子与晶格处于热不平衡状态，载流子的温度超过了晶格温度。热载流子的能量达到或超过Si-SiO2界面势垒的能量时，便会注入到SiO2中去，产生界面态、氧化层陷阱或被氧化层中陷阱所俘获，由此产生的电荷积累引起元器件电参数不稳定。表现为MOS元器件的阈值电压漂移或跨导值降低，双极元器件的电流增益下降，PN结击穿电压蠕变，使元器件性能受到影响，这就是热载流子效应。

5.17“爆米花效应”

“爆米花效应”是指塑封元器件塑封材料内的水汽在高温下受热膨胀，是塑封料与金属框架和芯片间发生分层效应，拉断键合丝，从而发生开路失效。塑封元器件是以树脂类聚合物材料封装的，其中的水汽包括封装时残留于元器件内部、表面吸附，经材料间的缝隙渗入及外界通过塑料本身扩散进入。

5.18软误差

电子元器件的封装材料（如陶瓷管壳，作树脂填充剂的石英粉等）中含有微量元素铀等放射性物质，它们衰变时会放出高能射线。当这些射线或宇宙射线照射到半导体存储器上时，引起存储数据位的丢失或变化，在下次写入时存储器又能正常工作，它完全是随机的发生，随意把这种数据位丢失叫软误差。引起软误差的根本原因是射线的电离效应。