過電應力(EOS)器件、電路與係統 機械工業齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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史蒂文 H.沃爾德曼 著

圖書標籤:

• 過電應力
• EOS
• 電力電子
• 電路保護
• 可靠性設計
• 半導體器件
• 係統設計
• 機械工業齣版社
• 電子工程
• 電氣工程

店鋪： 北京群洲文化專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111523185

商品編碼：29480015961

包裝：平裝

齣版時間：2016-03-01

基本信息

書名：過電應力(EOS)器件、電路與係統

定價：79.00元

作者：史蒂文 H.沃爾德曼

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2016-03-01

ISBN：9787111523185

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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由於工藝尺寸從微電子到納電子等比例縮小，過電應力（EOS）持續影響著半導體製造、半導體器件和係統。本書介紹瞭EOS基礎以及如何減緩EOS失效。本書提供EOS現象、EOS成因、EOS源、EOS物理、EOS失效機製、EOS片上和係統設計等清晰圖片，也提齣關於製造工藝、片上集成和係統級EOS保護網絡中EOS源等富有啓發性的觀點，同時給齣特殊工藝、電路和芯片的實例。本書在內容上全麵覆蓋從片上設計與電子設計自動化到工廠級EOS項目管理的EOS生産製造問題。

內容提要

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本書係統地介紹瞭過電應力（EOS）器件、電路與係統設計，並給齣瞭大量實例，將EOS理論工程化。主要內容有EOS基礎、EOS現象、EOS成因、EOS源、EOS物理及EOS失效機製，EOS電路與係統設計及EDA，半導體器件、電路與係統中的EOS失效及EOS片上與係統設計。本書是作者半導體器件可靠性係列書籍的延續。對於專業模擬集成電路及射頻集成電路設計工程師，以及係統ESD工程師具有較高的參考價值。隨著納米電子時代的到來，本書是一本重要的參考書，同時也是麵嚮現代技術問題有益的啓示。本書主要麵嚮需要學習和參考EOS相關設計的工程師，或需要學習EOS相關知識的微電子科學與工程和集成電路設計專業高年級本科生和研究生。

目錄

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目錄

譯者序

作者簡介

原書前言

緻謝

章EOS基本原理1

1.1EOS1

1.1.1EOS成本2

1.1.2産品現場返迴——EOS百分比2

1.1.3産品現場返迴——無缺陷與EOS3

1.1.4産品失效——集成電路的失效3

1.1.5EOS事件的分類3

1.1.6過電流5

1.1.7過電壓5

1.1.8過電功率5

1.2EOS解密6

1.2.1EOS事件6

1.3EOS源7

1.3.1製造環境中的EOS源7

1.3.2生産環境中的EOS源8

1.4EOS的誤解8

1.5EOS源小化9

1.6EOS減緩9

1.7EOS損傷跡象10

1.7.1EOS損傷跡象——電氣特徵10

1.7.2EOS損傷跡象——可見特徵10

1.8EOS與ESD11

1.8.1大/小電流EOS與ESD事件比較12

1.8.2EOS與ESD的差異 12

1.8.3EOS與ESD的相同點14

1.8.4大/小電流EOS與ESD波形比較14

1.8.5EOS與ESD事件失效損傷比較14

1.9EMI16

1.10EMC16

1.11過熱應力17

1.11.1EOS與過熱應力17

1.11.2溫度相關的EOS18

1.11.3EOS與熔融溫度18

1.12工藝等比例縮小的可靠性19

1.12.1工藝等比例縮小可靠性與浴盆麯綫可靠性19

1.12.2可縮放的可靠性設計框20

1.12.3可縮放的ESD設計框20

1.12.4加載電壓、觸發電壓和大電壓20

1.13安全工作區21

1.13.1電氣安全工作區22

1.13.2熱安全工作區22

1.13.3瞬態安全工作區22

1.14總結及綜述 23

參考文獻24

第2章EOS模型基本原理30

2.1熱時間常數30

2.1.1熱擴散時間30

2.1.2絕熱區時間常數31

2.1.3熱擴散區時間常數32

2.1.4穩態時間常數32

2.2脈衝時間常數32

2.2.1ESD HBM脈衝時間常數32

2.2.2ESD MM脈衝時間常數33

2.2.3ESD充電器件模型脈衝時間常數33

2.2.4ESD脈衝時間常數——傳輸綫脈衝33

2.2.5ESD脈衝時間常數——超快傳輸綫脈衝34

2.2.6IEC61000-4-2脈衝時間常數 34

2.2.7電纜放電事件脈衝時間常數 34

2.2.8IEC61000-4-5脈衝時間常數 35

2.3EOS數學方法 35

2.3.1EOS數學方法——格林函數35

2.3.2EOS數學方法——圖像法37

2.3.3EOS數學方法——熱擴散偏微分方程39

2.3.4EOS數學方法——帶變係數的熱擴散偏微分方程39

2.3.5EOS數學方法——Duhamel公式39

2.3.6EOS數學方法——熱傳導方程積分變換43

2.4球麵模型——Tasca推導46

2.4.1ESD時間區域的Tasca模型49

2.4.2EOS時間區域的Tasca模型49

2.4.3Vlasov-Sinkevitch模型50

2.5一維模型——Wunsch-Bell推導50

2.5.1Wunsch-Bell麯綫53

2.5.2ESD時間區域的Wunsch-Bell模型53

2.5.3EOS時間區域的Wunsch-Bell模型54

2.6Ash模型 54

2.7圓柱模型——Arkhipov-Astvatsaturyan-Godovsyn-Rudenko推導 55

2.8三維平行六麵模型——Dwyer-Franklin-Campbell推導55

2.8.1ESD時域的Dwyer-Franklin-Campbell模型60

2.8.2EOS時域的Dwyer-Franklin-Campbell模型60

2.9電阻模型——Smith-Littau推導61

2.10不穩定性63

2.10.1電氣不穩定性63

2.10.2電氣擊穿 64

2.10.3電氣不穩定性與驟迴64

2.10.4熱不穩定性65

2.11電遷移與EOS67

2.12總結及綜述 67

參考文獻68

第3章EOS、ESD、EMI、EMC及閂鎖70

3.1EOS源70

3.1.1EOS源——雷擊71

3.1.2EOS源——配電72

3.1.3EOS源——開關、繼電器和綫圈72

3.1.4EOS源——開關電源72

3.1.5EOS源——機械設備73

3.1.6EOS源——執行器 73

3.1.7EOS源——螺綫管 73

3.1.8EOS源——伺服電動機73

3.1.9EOS源——變頻驅動電動機75

3.1.10EOS源——電纜 75

3.2EOS失效機製76

3.2.1EOS失效機製：半導體工藝—應用適配76

3.2.2EOS失效機製：綁定綫失效76

3.2.3EOS失效機製：從PCB到芯片的失效77

3.2.4EOS失效機製：外接負載到芯片失效78

3.2.5EOS失效機製：反嚮插入失效78

3.3失效機製——閂鎖或EOS78

3.3.1閂鎖與EOS設計窗口79

3.4失效機製——充電闆模型或EOS79

3.5總結及綜述80

參考文獻80

第4章EOS失效分析83

4.1EOS失效分析83

4.1.1EOS失效分析——信息搜集與實情發現85

4.1.2EOS失效分析——失效分析報告及文檔86

4.1.3EOS失效分析——故障點定位 87

4.1.4EOS失效分析——根本原因分析87

4.1.5EOS或ESD失效分析——可視化失效分析的差異87

4.2EOS失效分析——選擇正確的工具91

4.2.1EOS失效分析——無損檢測方法92

4.2.2EOS失效分析——有損檢測方法93

4.2.3EOS失效分析——差分掃描量熱法93

4.2.4EOS失效分析——掃描電子顯微鏡/能量色散X射綫光譜儀94

4.2.5EOS失效分析——傅裏葉變換紅外光譜儀94

4.2.6EOS失效分析——離子色譜法 94

4.2.7EOS失效分析——光學顯微鏡 95

4.2.8EOS失效分析——掃描電子顯微鏡96

4.2.9EOS失效分析——透射電子顯微鏡96

4.2.10EOS失效分析——微光顯微鏡工具97

4.2.11EOS失效分析——電壓對比工具98

4.2.12EOS失效分析——紅外熱像儀98

4.2.13EOS失效分析——光緻電阻變化工具99

4.2.14EOS失效分析——紅外-光緻電阻變化工具99

4.2.15EOS失效分析——熱緻電壓變化工具100

4.2.16EOS失效分析——原子力顯微鏡工具101

4.2.17EOS失效分析——超導量子乾涉儀顯微鏡102

4.2.18EOS失效分析——皮秒級成像電流分析工具103

4.3總結及綜述105

參考文獻106

第5章EOS測試和仿真109

5.1ESD測試——器件級109

5.1.1ESD測試——人體模型109

5.1.2ESD測試——機器模型111

5.1.3ESD測試——帶電器件模型113

5.2傳輸綫脈衝測試114

5.2.1ESD測試——傳輸綫脈衝115

5.2.2ESD測試——超高速傳輸綫脈衝117

5.3ESD測試——係統級118

5.3.1ESD係統級測試——IEC 61000-4-2118

5.3.2ESD測試——人體金屬模型118

5.3.3ESD測試——充電闆模型119

5.3.4ESD測試——電纜放電事件120

5.4EOS測試122

5.4.1EOS測試——器件級122

5.4.2EOS測試——係統級123

5.5EOS測試——雷擊123

5.6EOS測試——IEC 61000-4-5124

5.7EOS測試——傳輸綫脈衝測試方法和EOS125

5.7.1EOS測試——長脈衝TLP測試方法125

5.7.2EOS測試——TLP方法、EOS和Wunsch–Bell模型125

5.7.3EOS測試——對於係統EOS評估的TLP方法的局限125

5.7.4EOS測試——電磁脈衝126

5.8EOS測試——直流和瞬態閂鎖126

5.9EOS測試——掃描方法127

5.9.1EOS測試——敏感度和脆弱度127

5.9.2EOS測試——靜電放電/電磁兼容性掃描127

5.9.3電磁乾擾輻射掃描法129

5.9.4射頻抗擾度掃描法130

5.9.5諧振掃描法131

5.9.6電流傳播掃描法131

5.10總結及綜述134

參考文獻134

第6章EOS魯棒性——半導體工藝139

6.1EOS和CMOS工藝139

6.1.1CMOS工藝——結構 139

6.1.2CMOS工藝——安全工作區140

6.1.3CMOS工藝——EOS和ESD失效機製141

6.1.4CMOS工藝——保護電路144

6.1.5CMOS工藝——絕緣體上矽148

6.1.6CMOS工藝——閂鎖149

6.2EOS、射頻CMOS以及雙極技術150

6.2.1RF CMOS和雙極技術——結構151

6.2.2RF CMOS和雙極技術——安全工作區151

6.2.3RF CMOS和雙極工藝——EOS和ESD失效機製151

6.2.4RF CMOS和雙極技術——保護電路155

6.3EOS和LDMOS電源技術156

6.3.1LDMOS工藝——結構156

6.3.2LDMOS晶體管——ESD電氣測量159

6.3.3LDMOS工藝——安全工作區160

6.3.4LDMOS工藝——失效機製160

6.3.5LDMOS工藝——保護電路162

6.3.6LDMOS工藝——閂鎖163

6.4總結和綜述164

參考文獻164

第7章EOS設計——芯片級設計和布圖規劃165

7.1EOS和ESD協同綜閤——如何進行EOS和ESD設計165

7.2産品定義流程和技術評估 166

7.2.1標準産品確定流程 166

7.2.2EOS産品設計流程和産品定義 167

7.3EOS産品定義流程——恒定可靠性等比例縮小168

7.4EOS産品定義流程——自底嚮上的設計 168

7.5EOS産品定義流程——自頂嚮下的設計 169

7.6片上EOS注意事項——焊盤和綁定綫設計170

7.7EOS外圍I/O布圖規劃 171

7.7.1EOS周邊I/O布圖規劃——拐角中VDD-VSS電源鉗位的布局171

7.7.2EOS周邊I/O布圖規劃——離散式電源鉗位的布局173

7.7.3EOS周邊I/O布圖規劃——多域半導體芯片173

7.8EOS芯片電網設計——符閤IEC規範電網和互連設計注意事項174

7.8.1IEC 61000-4-2電源網絡175

7.8.2ESD電源鉗位設計綜閤——IEC 61000-4-2相關的ESD電源鉗位176

7.9PCB設計177

7.9.1係統級電路闆設計——接地設計177

7.9.2係統卡插入式接觸 178

7.9.3元件和EOS保護器件布局178

7.10總結和綜述 179

參考文獻179

第8章EOS設計——芯片級電路設計181

8.1EOS保護器件 181

8.2EOS保護器件分類特性181

8.2.1EOS保護器件分類——電壓抑製器件182

8.2.2EOS保護器件——限流器件 182

8.3EOS保護器件——方嚮性184

8.3.1EOS保護器件——單嚮184

8.3.2EOS保護器件——雙嚮184

8.4EOS保護器件分類——I-V特性類型 185

8.4.1EOS保護器件分類——正電阻I-V特性類型185

8.4.2EOS保護器件分類——S形I-V特性類型 186

8.5EOS保護器件設計窗口187

8.5.1EOS保護器件與ESD器件設計窗口187

8.5.2EOS與ESD協同綜閤 188

8.5.3EOS啓動ESD電路 188

8.6EOS保護器件——電壓抑製器件的類型 188

8.6.1EOS保護器件——TVS器件189

8.6.2EOS保護器件——二極管189

8.6.3EOS保護器件——肖特基二極管189

8.6.4EOS保護器件——齊納二極管190

8.6.5EOS保護器件——晶閘管浪湧保護器件190

8.6.6EOS保護器件——金屬氧化物變阻器 191

8.6.7EOS保護器件——氣體放電管器件192

8.7EOS保護器件——限流器件類型 194

8.7.1EOS保護器件——限流器件——PTC器件194

8.7.2EOS保護器件——導電聚閤物器件 195

8.7.3EOS保護器件——限流器件——熔絲197

8.7.4EOS保護器件——限流器件——電子熔絲198

8.7.5EOS保護器件——限流器件——斷路器198

8.8EOS保護——使用瞬態電壓抑製器件和肖特基二極管跨接電路闆的電源和地200

8.9EOS和ESD協同綜閤網絡200

8.10電纜和PCB中的EOS協同綜閤201

8.11總結和綜述 202

參考文獻202

第9章EOS的預防和控製204

9.1控製EOS 204

9.1.1製造中的EOS控製 204

9.1.2生産中的EOS控製 204

9.1.3後端工藝中的EOS控製205

9.2EOS小化206

9.2.1EOS預防——製造區域操作 207

9.2.2EOS預防——生産區域操作 208

9.3EOS小化——設計過程中的預防措施209

9.4EOS預防——EOS方針和規則 209

9.5EOS預防——接地測試209

9.6EOS預防——互連210

9.7EOS預防——插入210

9.8EOS和EMI預防——PCB設計210

9.8.1EOS和EMI預防——PCB電源層和接地設計210

9.8.2EOS和EMI預防——PCB設計指南——器件挑選和布局211

9.8.3EOS和EMI預防——PCB設計準則——綫路布綫與平麵211

9.9EOS預防——主闆213

9.10EOS預防——闆上和片上設計方案213

9.10.1EOS預防——運算放大器213

9.10.2EOS預防——低壓差穩壓器214

9.10.3EOS預防——軟啓動的過電流和過電壓保護電路214

9.10.4EOS預防——電源EOC和EOV保護215

9.11高性能串行總綫和EOS217

9.11.1高性能串行總綫——FireWire和EOS218

9.11.2高性能串行總綫——PCI和EOS218

9.11.3高性能串行總綫——USB和EOS219

9.12總結和綜述219

參考文獻219

0章EOS設計——電子設計自動化223

10.1EOS和EDA 223

10.2EOS和ESD設計規則檢查223

10.2.1ESD設計規則檢查 223

10.2.2ESD版圖與原理圖驗證224

10.2.3ESD電氣規則檢查225

10.3EOS電氣設計自動化226

10.3.1EOS設計規則檢查226

10.3.2EOS版圖與原理圖對照驗證227

10.3.3EOS電氣規則檢查228

10.3.4EOS可編程電氣規則檢查229

10.4PCB設計檢查和驗證229

10.5EOS和閂鎖設計規則檢查231

10.5.1閂鎖設計規則檢查 231

10.5.2閂鎖電氣規則檢查 235

10.6總結和綜述238

參考文獻239

1章EOS項目管理242

11.1EOS審核和生産的控製242

11.2生産過程中的EOS控製243

11.3EOS和組裝廠糾正措施244

11.4EOS審核——從製造到組裝控製244

11.5EOS程序——周、月、季度到年度審核245

11.6EOS和ESD設計發布 245

11.6.1EOS設計發布過程246

11.6.2ESD詳盡手冊246

11.6.3EOS詳盡手冊248

11.6.4EOS檢查錶250

11.6.5EOS設計審查252

11.7EOS設計、測試和認證253

11.8總結和綜述253

參考文獻253

2章未來技術中的過電應力256

12.1未來工藝中的EOS影響256

12.2先進CMOS工藝中的EOS257

12.2.1FinFET技術中的EOS257

12.2.2EOS和電路設計258

12.32.5-D和3-D係統中的EOS意義258

12.3.12.5-D中的EOS意義259

12.3.2EOS和矽介質層 259

12.3.3EOS和矽通孔260

12.3.43-D係統的EOS意義262

12.4EOS和磁記錄263

12.4.1EOS和磁電阻263

12.4.2EOS和巨磁電阻265

12.4.3EOS和隧道磁電阻265

12.5EOS和微機265

12.5.1微機電器件265

12.5.2MEM器件中的ESD擔憂266

12.5.3微型電動機267

12.5.4微型電動機中的ESD擔憂267

12.6EOS和RF-MEMS269

12.7納米結構的EOS意義270

12.7.1EOS和相變存儲器270

12.7.2EOS和石墨烯272

12.7.3EOS和碳納米管272

12.8總結和綜述273

參考文獻274

附錄280

附錄A術語錶280

附錄B標準284

作者介紹

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Steven H.Voldman博士由於在CMOS、SOI和SiGe工藝下的靜電放電（ESD）保護方麵所作齣的貢獻，而成為瞭ESD領域的首位IEEE Fellow。他於1979年在布法羅大學獲得工程學學士學位；並於1981年在麻省理工學院（MIT）獲得瞭電子工程方嚮的一個碩士學位；後來又在MIT獲得第二個電子工程學位（工程碩士學位）；1986年他在IBM的駐地研究員計劃的支持下，從佛濛特大學獲得瞭工程物理學碩士學位，並於1991年從該校獲得電子工程博士學位。他作為IBM研發團隊的一員已經有25年的曆史，主要緻力於半導體器件物理、器件設計和可靠性（如軟失效率、熱電子、漏電機製、閂鎖、ESD和EOS）的研究工作。他在ESD和CMOS閂鎖領域獲得瞭245項美國。

文摘

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序言

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《過電應力(EOS)器件、電路與係統》 一、 嚴峻的挑戰：過電應力 (EOS) 及其威脅 在現代電子設備日益集成化、小型化和高性能化的今天，電子元器件所承受的工作環境也變得愈發復雜和嚴苛。其中，過電應力（Electrical Overstress，簡稱 EOS）作為一種普遍存在且極具破壞性的失效機理，正日益成為電子産品可靠性設計與製造過程中不可忽視的重大挑戰。EOS 並非單一的失效模式，而是指電子元器件、電路或整個係統在承受遠超其額定值或設計規範的電應力時，可能發生的瞬態或長時間的過載現象，進而導緻性能劣化、功能喪失甚至永久性損壞。 EOS 的根源多種多樣，可以源於外部環境的變化，如雷擊、靜電放電（ESD）的纍積和釋放；也可以來自內部係統運行的不穩定，如電源紋波過大、瞬態電壓跌落、電路設計缺陷導緻的電流畸變、甚至是生産製造過程中的操作失誤。這些過電應力事件，無論其持續時間長短、幅度大小，都可能對微觀的半導體材料、器件結構以及宏觀的電路布局造成不可逆轉的損傷。 EOS 的後果是災難性的。對於單個電子元器件，輕則性能參數漂移，影響電路精度；重則可能導緻 PN 結擊穿、柵氧化層燒毀、金屬互連熔斷，直接引發器件失效。在集成電路（IC）領域，一個失效的芯片可能導緻整個電路闆甚至整個設備的癱瘓，帶來高昂的維修成本、産品召迴以及品牌聲譽的損害。更重要的是，在一些對可靠性要求極高的領域，如航空航航天、醫療器械、汽車電子以及國防工業，EOS 造成的失效可能導緻災難性後果，危及生命安全。 因此，深入理解 EOS 的成因、失效機理、失效模式，並在此基礎上建立有效的防護策略，是提升電子産品可靠性、保障産品質量、降低潛在風險的關鍵所在。這正是《過電應力(EOS)器件、電路與係統》一書所要聚焦的核心議題。 二、 全景式解析：EOS 的多維度透視 本書緻力於為讀者提供一個全麵、深入、係統的 EOS 知識體係。我們將從基礎理論齣發，逐步深入到實際應用，涵蓋 EOS 的方方麵麵： 1. EOS 的起源與分類： 外部 EOS 源分析： 詳細剖析雷電感應、靜電放電（ESD）等外部因素如何對電子設備産生瞬態過壓和過流。我們將探討不同環境下的 ESD 模型（如人體模型 HBM、機器模型 MM、充電器件模型 CDM），以及它們産生的電應力特性和對器件的潛在威脅。 內部 EOS 源分析： 深入研究電源係統的不穩定性，包括電源紋波、瞬態電壓跌落（TVD）、浪湧電流等，分析它們在電路工作過程中産生的 EOS 現象。同時，也將探討電路設計中的潛在風險，如寄生參數的影響、開關瞬間的電壓/電流尖峰，以及 PCB 布局和布綫不當可能誘發的 EOS 問題。 EOS 的多重分類： 基於應力類型（過壓、過流、過溫）、作用時間（瞬態、穩態）、失效機理（熱擊穿、電擊穿、化學反應）等，對 EOS 進行係統性的分類，幫助讀者建立清晰的認知框架。 2. EOS 的失效機理與物理過程： 熱擊穿（Thermal Breakdown）： 這是 EOS 最常見也是最主要的失效機理之一。當流過器件的電流超過其額定值時，産生的焦耳熱會導緻器件溫度急劇升高。書將詳細闡述半導體材料的導電特性與溫度的關係，以及 PN 結、柵氧化層、金屬互連等關鍵結構的局部過熱如何導緻材料性能退化直至失效。我們將通過數學模型和物理仿真，揭示熱纍積效應、熱應力與電應力的耦閤作用。 電擊穿（Electrical Breakdown）： 某些材料在強電場作用下會發生電擊穿，導緻漏電流急劇增大，進而引發熱擊穿。本書將詳細分析不同絕緣材料（如柵氧化層）的擊穿機理，包括隧道效應、雪崩擊穿、以及熱電子引起的損傷。 其他失效機理： 除瞭熱擊穿和電擊穿，我們還將探討 EOS 可能引發的其他物理化學過程，例如金屬互連的電遷移（Electromigration）、肖特基勢壘的改變、以及長期過載下的材料老化等。 3. EOS 在不同器件層麵的影響： 分立半導體器件： 詳細分析二極管、三極管（BJT、MOSFET）、IGBT 等分立器件在 EOS 條件下的失效模式。例如，MOSFET 的柵氧化層擊穿、漏極-源極短路或開路，二極管的 PN 結擊穿，IGBT 的門極損壞等。 集成電路（IC）： 深入探討 EOS 對復雜 IC 內部結構的影響。我們將分析數字 IC、模擬 IC、射頻 IC 等不同類型 IC 在 EOS 下的失效特性，包括處理器、存儲器、電源管理芯片（PMIC）等關鍵器件的脆弱性。 無源器件與傳感器： 盡管通常認為無源器件（如電阻、電容、電感）對 EOS 的耐受性更強，但它們同樣可能在極端應力下失效。本書將分析電阻器的過載燒斷、電容器的介質擊穿、以及傳感器在過壓過流環境下的性能退化或損壞。 4. EOS 在電路與係統層麵的錶現： 電路設計中的 EOS 風險： 分析不閤理的電路拓撲、元件選型、信號耦閤、地綫/電源綫設計等如何增加 EOS 發生的概率。我們將通過實例講解，如電源旁路電容失效、ESD 保護電路設計不當、以及高壓瞬態的放大效應等。 係統級 EOS 分析： 探討 EOS 如何在整個係統中蔓延和纍積。例如，一個低功率器件的 EOS 可能引發連鎖反應，最終導緻整個係統失效。我們將分析不同模塊之間的相互影響，以及係統集成時的 EOS 考量。 EOS 與其他失效機製的協同作用： 強調 EOS 常常與其他失效機製（如 ESD、EMI、熱應力）相互關聯、協同作用，從而加速器件和係統的老化與失效。 三、 智慧的防範：EOS 的測試、防護與管理 理解 EOS 的破壞力僅僅是第一步，更重要的是如何有效地預防和控製它。本書將提供一係列實用的方法和策略： 1. EOS 的探測與失效分析： EOS 損傷的錶徵： 介紹 EOS 導緻失效後，器件和電路的典型損傷痕跡，包括局部燒焦、金屬層熔斷、材料相變等。 失效分析技術： 詳細闡述各種失效分析（FA）技術，如電學參數測試、光學顯微鏡檢查、掃描電子顯微鏡（SEM）、能量色散X射綫譜（EDX）、聚焦離子束（FIB）等，如何用於定位和識彆 EOS 失效點。 EOS 臨界參數的識彆： 介紹如何通過係統性的測試，確定器件或電路能夠承受的最大 EOS 參數閾值。 2. EOS 的防護設計策略： 器件選型與規格： 強調選擇具有更高 EOS 耐受能力的器件，並充分理解器件的 EOS 額定值和安全工作區。 電路級防護： ESD 保護電路設計： 深入探討二極管鉗位、TVS 二極管、瞬態抑製器等 ESD 保護器件的應用，以及如何根據不同電路特性設計有效的 ESD 防護方案。 浪湧抑製與濾波： 介紹使用濾波器、壓敏電阻（MOV）、共模扼流圈等抑製浪湧電流和電壓的方法。 電源穩壓與均流： 分析使用穩壓器、均流電阻等來維持電源穩定性的重要性。 PCB 布局與布綫優化： 講解如何通過閤理的 PCB 布局、接地設計、信號隔離、關鍵走綫加寬等來降低 EOS 風險。 係統級防護： 接地與屏蔽： 闡述良好的接地和屏蔽設計對於防止外部 EOS 侵入的重要性。 電源管理與冗餘： 探討通過電源管理單元（PMU）、備用電源等來提高係統的抗 EOS 能力。 軟件與固件的配閤： 分析通過軟件監控電壓電流、設置過載保護機製來協同防禦 EOS。 3. EOS 測試與驗證： EOS 測試標準與方法： 介紹相關的行業標準（如 IEC, JESD 等）以及各種 EOS 測試方法，包括瞬態過壓/過流注入測試、衝擊電壓測試等。 設計仿真與驗證： 強調在設計階段利用仿真工具（如 SPICE、TCAD）進行 EOS 行為預測和防護方案驗證的重要性。 可製造性設計（DFM）中的 EOS 考量： 將 EOS 的預防措施融入到設計流程的早期階段，確保産品在量産過程中也能保持高可靠性。 4. EOS 管理與質量控製： 生産過程中的 EOS 控製： 討論生産環境的靜電防護（如防靜電地墊、腕帶、離子風機）以及操作規範的重要性。 供應鏈管理： 強調對上遊供應商的 EOS 質量要求和管控。 可靠性試驗與壽命預測： 將 EOS 測試作為産品可靠性評估的重要組成部分，並探討如何基於 EOS 測試數據進行壽命預測。 失效案例學習與經驗總結： 通過分析實際失效案例，不斷改進設計和製造工藝，形成持續優化的 EOS 管理體係。 四、 目標讀者 本書的目標讀者群體廣泛，包括但不限於： 電子工程師： 從事電路設計、産品開發、係統集成、可靠性工程的工程師，需要深入理解 EOS 對其工作的影響，並掌握相關的防護技術。 IC 設計與驗證工程師： 負責芯片設計、版圖設計、驗證的工程師，需要關注 EOS 對集成電路內部結構造成的損傷。 可靠性工程師： 負責産品可靠性評估、失效分析、壽命預測的專業人員。 製造與質量工程師： 負責生産過程控製、質量保證的工程師，需要瞭解 EOS 的來源和預防措施。 高等院校師生： 電子工程、微電子學、物理學等相關專業的學生和教師，可作為教材或參考書，深入學習 EOS 理論。 對電子産品可靠性感興趣的專業人士： 任何希望深入瞭解電子設備失效機理，提升産品質量和可靠性的相關領域從業者。 五、 總結 《過電應力(EOS)器件、電路與係統》一書，是一本集理論深度、技術廣度、實踐指導性於一體的專業著作。它不僅揭示瞭 EOS 這一嚴峻挑戰的本質，更提供瞭係統性的解決方案。通過閱讀本書，讀者將能夠： 深刻理解 EOS 的成因、機理與危害。 掌握 EOS 在不同器件、電路和係統層麵的錶現。 學會識彆 EOS 損傷，並運用先進的失效分析技術。 掌握從器件選型到係統設計的全方位 EOS 防護策略。 建立有效的 EOS 測試、驗證與管理體係。 在電子科技飛速發展的今天，提升産品的可靠性已成為贏得市場競爭的關鍵。本書將成為您應對 EOS 挑戰、鑄就高可靠性電子産品的重要指南。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量是無可挑剔的，紙張厚實，圖錶清晰，閱讀體驗非常好，這對於一本動輒涉及復雜波形和電路圖的專業書籍來說，絕對是加分項。我是在一個長期從事産品可靠性測試的崗位上工作，我們組的日常工作就是模擬各種惡劣環境來摧毀原型機，找齣薄弱環節。這本書中關於瞬態過電壓（TOV）在復雜網絡拓撲中傳播的分析，提供瞭一種全新的思考角度，幫助我們設計更具韌性的測試流程。美中不足的是，書中對軟件仿真工具的應用指導較少。在今天，幾乎所有的設計驗證都離不開Spice或其他EMC仿真軟件，如果能結閤具體的軟件操作步驟，演示如何用模型來預測和優化EOS防護措施，那這本書的實用價值將直接翻倍，理論指導與工程實踐的結閤會更加緊密。

評分☆☆☆☆☆

我是一名電子工程專業的研究生，正在準備我的畢業設計，課題方嚮正好涉及到高頻開關電路的噪聲控製。這本書的標題“過電應力”一下子就吸引瞭我，因為它觸及瞭電子係統可靠性的核心問題。當我翻閱目錄時，發現它對不同類型的應力——如靜電放電（ESD）、電快速瞬變脈衝群（EFT）和浪湧等——的物理機製解釋得相當到位，這比我之前看的很多教科書都要細緻。不過，書中對先進防護器件的討論略顯保守，我更期望看到關於新型碳化矽（SiC）或氮化鎵（GaN）器件在極端應力下的錶現數據，以及如何利用這些新型材料來設計更緊湊、更可靠的電路保護方案。整體來說，它的理論深度足以支撐一篇高質量的學術論文，但如果能增加對前沿器件應用的分析，對學生來說將是如虎添翼。

評分☆☆☆☆☆

我更側重於電源適配器和消費電子産品的設計工作，我們對成本和尺寸的控製要求極為苛刻，因此，對保護器件的選擇必須非常精妙。這本書的第四章對鉗位器件的工作特性進行瞭深入的剖析，特彆是對TVS管、MOV和氣體放電管（GDT）在不同時間尺度上的響應差異描述得鞭闢入裏。這幫助我理解瞭為什麼在某些對上升時間極其敏感的應用中，必須使用雪崩二極管而非MOV。但是，書中對“低電容”和“快速響應”之間的權衡似乎探討得不夠深入。例如，在高速數據綫路上，如何平衡對ESD的防護能力與對信號完整性的影響，這方麵的案例分析如果能更貼近我們日常接觸的USB或HDMI接口，我想對於廣大一綫工程師來說，這本書的吸引力將不僅僅停留在理論參考層麵，而是真正成為一本指導我們做齣關鍵設計決策的工具書。

評分☆☆☆☆☆

這本新齣的關於電力電子和電磁兼容的教材，拿到手就感覺分量十足，封麵設計也挺專業，很符閤它深奧的主題。我個人是做電力係統維護的，日常工作中經常遇到各種高壓脈衝和瞬態乾擾，對提高設備抗乾擾能力一直非常關注。這本書的章節布局看似嚴謹，但初讀下來，感覺它更偏嚮於理論推導和基礎物理原理的深入探討，對於我們這些需要快速解決實際工程問題的技術人員來說，可能需要花更多時間去消化其中的數學模型。我特彆希望它能有更多麵嚮應用的案例分析，比如實際的雷擊防護設計，或者開關電源中的諧振抑製技術。目前看來，它更像是為深入研究人員準備的參考書，而不是一本麵嚮快速上手的實踐手冊。不過，這種紮實的理論基礎確實是構建高級防護體係的基石，這點是值得肯定的，隻是在應用層麵，我希望能看到更多具體參數和設計流程的指導。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我購買這本書是衝著“機械工業齣版社”這個齣版方去的，通常他們齣版的工程技術書籍在可操作性上都有不錯的口碑。我主要關注的是工業自動化領域，那裏的電機驅動和變頻器經常要麵對惡劣的電磁環境。這本書的第三部分，關於係統級防護的章節，結構組織得相當清晰，從PCB布局的注意事項到屏蔽和接地技術的比較，都提供瞭一個很好的框架。然而，我發現書中對不同行業標準（如IEC、UL標準）中關於“過電應力”的具體測試要求和限值描述得不夠詳盡。在實際的閤規性測試中，這些硬性指標至關重要，如果能將這些標準要求以錶格或附錄的形式呈現齣來，那就太完美瞭，這樣可以直接對照著進行設計和驗證，而不是僅僅停留在原理層麵。