[转载]保护环（guardring）

范修荣

采用保护环是版图设计中常见的一种技巧，它可以起防止Latch up（闩锁效应），隔离噪声，提供衬底连接等作用。
保护环的基本概念主要分成两种：1，多数载流子保护环；2，少数载流子保护环。
多数与少数是相对的，比如：电子在 P-sub 中为少数载流子到了 Nwell 中就是多数载流子了。
多数载流子保护环是掺杂相同类型杂质，减小多数载流子电流产生的降压。少数载流子保护环是掺杂不同类型杂质，形成反偏结提前收集引起闩锁的注入少数载流子。


多数载流子保护环
形式：（1）P型衬底上的被接到最低电平的P+环形扩散区。
         （2）N阱里的被接到最高电平的N+环形扩散区。
图1展示了这两种类型的多子保护环。
http://s12/middle/4ec25501xab2b4b9bf31b&690
图1:电极2为第（1）种多子保护环；电极3为第（2）种多子保护环
注：为节省面积，多数载流子保护环常常顺便充当衬底偏置环。即电极1，3作用是一样的。


少数载流子保护环
形式：（1）P型衬底上的被接到最高电平的N+环形扩散区或环形N阱。
          （2）N阱里的被接到最低电平的P+环形扩散区。
图2展示了这两种类型的少子保护环。
http://s8/middle/4ec25501xab2b78f9ba27&690
图2:电极2为第（1）种少子保护环；电极3为第（2）种少子保护环

注：因N阱较深，所以第（1）种少子保护环采用环形N阱保护效果更好，但面积较大；如后续所述，N阱内的少数载流子保护环保护效果不佳，几乎不用。由于N阱中的潜在发射极（结）发射的空穴是垂直向P衬底方向输运到集电极，即使在N阱表面布局少数载流子保护环，也丝毫不发挥任何作用。少数载流子保护环通常放在衬底内，而不是在N阱中。

附：guardring区分为double guard ring与dual guard ring，两者的效果是不一样的。把两个p型环接vss的称作为double guard ring,而通常的p型与n型的称为dual guard ring。
转载链接[转载]保护环（guardring）_tomilsj_新浪博客
Microsoft Word - solution_for_cmos_latch_effect.doc

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