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近年来等离子显示器(PDP)已成为高清晰度电视(HDTV)的主流产品之一,而PDP驱动芯片是PDP系统中不可缺少的组成部分,其成本约占整个PDP系统成本的1/3以上。因此保证PDP驱动芯片的性能和可靠性尤其重要,而影响PDP驱动芯片的性能和可靠性的一个重要因素就是ESD(静电泄放)。PDP驱动芯片中的I/O管脚的ESD保护电路已经得到充分研究,而对电源和地之间的ESD保护电路的研究还有待完善。本课题的任务就是针对基于体硅工艺的PDP驱动芯片的开发,研究电源和地之间的ESD现象,设计实际可行的ESD保护电路并进行测试。
本论文综述了PDP驱动芯片的特点和应用,对ESD现象对PDP驱动芯片的影响以及常用的ESD测试模型做了简要介绍。随后提出PDP驱动芯片全芯片ESD保护网络的方案,并根据PDP驱动芯片的结构和制造工艺,介绍了输入部分、输出部分及高低压接口部分的ESD保护电路,然后重点分析了低压电源和地之间ESD保护电路的设计并用Hspice进行了模拟,最后使用Tuprem-4和MEDICI模拟了高压器件在雪崩击穿之后的电压电流和电场分布特性,得出高压器件本身可以承受一定的ESD脉冲,从而将低压电源和地之间的ESD保护电路应用到高压电源和地之间。在确定了ESD保护电路结构后,本论文提出了在ESD保护电路版图上需要注意的设计方法,并根据这些方法设计出了对应各个保护电路的版图。本论文所设计的ESD保护电路作为PDP驱动芯片的一部分在无锡华润上华半导体有限公司进行了数次流水；并且芯片封装后在宜硕(上海)科技有限公司进行了ESD测试,基本通过了全芯片的2KV HBMESD测试,而且低压电源和地Pin脚还通过了4KV HBM ESD测试。