guardring（保护环）与latch up（闩锁效应）

本帖最后由 胜天半子11 于 2021-8-16 14:03 编辑   此文章主要讲述guardring（保护环）工作机制，以及如何实现对latch up（闩锁效应）的正确防护，最后讲述了guarding在版图中的摆放。

首先我们应该了解到，在NMOS与PMOS器件中，NMOS管的P-sub，N+以及Nwell可以寄生出一个横向的npn管，同理PMOS管的Nwell，P+以及P-sub可以寄生出一个纵向的pnp管，NMOS中的N+作为npn的发射极，PMOS中的P+作为pnp的发射极。

当P-sub中的N+注入电子时，电子会经过P-sub（电子在P-sub中为少数载流子）的扩散到达P-sub与Nwell的交界处，在外部电压的作用下流向Nwell，最终流向Nwell中的P+，导致寄生成pnpn的结构。

如下图：在QPNP与QNPN的基区分别与VDD，VSS存在一个非零的电阻，Rwell与Rsub，这样我们可以发现纵向QPNP的增益在几百倍，而横向QNPN的增益在几十倍。

当无外界干扰时，寄生的三极管都处于截至状态，不会有latch up产生。

但是当电路经历一下变化时，寄生QNPN的基极有电流注入，就会引起连锁反应，两个三极管会导通形成一同由VDD到VSS的低阻通路，在VDD抽取很大的电流。

1.        当I/O信号发生变化时，变化的范围超过VDD，VSS的范围，此时由大电流产生时。

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