大功率注入法！基于稳压器的电磁敏感度研究

1. 引言

集成电路电磁兼容性研究分为两大部分：EMI和EMS，EMI指的是电磁干扰，EMS指的是电磁敏感度。目前而言，作为EMC领域中两大研究领域，EMI和EMS问题在芯片的研制过程中都扮演着极其重要的角色。

2. 大功率注入法

大功率注入法是EMS研究中的重要研究方法，便于研究人员进行模型的提取与仿真，模拟试验过程，通俗的说便于学术研究，发表研究论文，目前关于电磁敏感度的相关研究基本采用大功率注入法。此外，还有大电流注入法、TEM小室法、法拉第笼法等。这里主要介绍大功率注入法。行业里，大功率注入法也称直接功率注入法，不同的研究机构会对称呼会有所区别，测试流程如图1所示。

图1大功率注入法测试流程

3. 基于稳压器的电磁敏感度研究

在行业内，研究人员逐渐关注集成电路电磁兼容的研究，关于芯片的电磁敏感度研究成果陆续出现，如控制器、处理器、稳压器等。

LDO稳压器，低压差线性稳压器，特点是：成本低、自身噪声以及噪音微小。其工作原理是通过反馈网络调整MOS管的压降，进而使得输出电压不变。以一个简单的LDO为例，稳压管采用PNP管。芯片包含三个引脚VIN、GND、VOUT。

图2 LDO稳压器EMS测试原理框图

在引脚1上加上正常5V电压，在3引脚上加上监测设备观察输出电压变化。不加EMI情况下，3引脚上会稳定输出5V的电压大小，同时，电压幅值大小不超过100mV。采用直接功率注入法，在1引脚加上EMI干扰波形，电压幅值会发生变化，当超过200mV时，判定芯片失效，记录注入功率大小，作为失效判据。注意：失效判据是以研究对象不同，失效判据的要求也一般不同，不同的芯片的制造厂家会对失效判据具有不同要求，可根据实际情况定义。

电磁敏感度研究属于电磁可靠性研究范畴。可考虑外界因素对LDO稳压器的影响：

一、温度。可研究稳压器在不同温度下的电磁敏感度情况，这就需要实验室具备高低温试验箱；

二、电应力。可研究不同电应力情况下，稳压器的电磁敏感度变化水平。

4. 总结

本文介绍了采用大功率注入法的基于稳压器的电磁敏感度研究案例，及其失效判据的定义，给出了在电磁敏感度研究过程中可进一步研究的方法思路。