[发明专利]一种电路闩锁效应的模拟演示仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种电路的模拟演示装置，具体说是一种电路闩锁效应的模拟演示仪。

背景技术

门锁效应(latch-up)是CMOS工艺所特有的寄生效应，是由NMOS的有源区、P衬底、N阱、PMOS的有源区构成的n-p-n-p结构产生的。如果有一个强电场施加在器件结构中的氧化物薄膜上，则该氧化物薄膜就会因介质击穿而损坏；很细的金属化迹线会由于大电流而损坏，并会由于浪涌电流造成的过热而形成开路，这就是所谓的“闩锁效应”。在闩锁情况下，器件在电源与地之间形成短路，严重时会导致电路的失效，甚至烧毁芯片。闩锁效应是半导体器件失效的主要原因之一，引起闩锁效应的两种主要原因是静电、相关的电压瞬变等。正是由于闩锁效应对电子系统的危害性，专利(申请号：200410051149.9)公开了一种CMOS电路的闩锁效应测试方法，专利(申请号：200710064536.X)公开了一种适用于卫星微处理器闩锁故障检测电路。

但是，在我国高等院校目前的电子信息及相关专业本科教学中，对闩锁效应几乎没有篇幅介绍，遑论实验演示装置和设备。导致这些未来将要从事电子及相关领域工作的人才对电子系统可靠性影响最大的闩锁效应不甚了解，往往需要经历相当长的时间和挫折才能积累。

发明内容

本发明提供了一种电路闩锁效应的模拟演示仪，具有结构简单、操作直观、演示效果好等优点，可以满足电子信息及相关专业教学对电路闩锁效应的教学演示需要。

为实现本发明的目标所采用的技术方案是：模拟演示仪由闩锁效应监测系统、可控电源模块(LDO)、模拟开关(K1)、闩锁效应发生系统组成，并通过模拟演示仪整体电路将闩锁效应发生系统、闩锁效应监测系统、可控电源模块、模拟开关相连。

所述的闩锁效应监测系统由单片机1、显示模块1、按键1、控制接口1、峰鸣器、AD接口1构成，单片机1分别和显示模块1、按键1、AD接口1、控制接口1、峰鸣器1相连。

所述的闩锁效应发生系统由单片机2、显示模块2、按键2、AD接口2、控制接口2、峰鸣器2构成，单片机2分别和显示模块2、按键2、AD接口2、控制进口2、峰鸣器2相连。

所述的模拟演示仪整体电路，包含有闩锁效应监测系统、闩锁效应发生系统的主电路。其中闩锁效应监测系统电路中，MCU1分别和LED1、KEY1、KEY2、KEY3、峰鸣器相连，MCU1的PIN1连接到电阻R1一端，PIN2连接到电阻R2，MCU1的PIN3连接到K1的使能端ENB，MCU1的PIN4连接到K1的输入端；闩锁效应发生系统电路中，LDO的Enable端连接到电阻R1的一端，LDO的输出端分别连接到电阻R2一端、闩锁效应发生系统电路的MCU2之PIN14和PIN2端；同时闩锁效应发生系统电路的的MCU2两个端口还分别连接到LED2和K1的输出端。

闩锁效应监测系统通过可控电源模块实现对闩锁效应发生系统的供电控制，通过模拟开关完成和闩锁效应发生系统的通讯。闩锁效应的监测系统通过改变可控电源模块、模拟开关的上电时序，如先开启可控电源模块再开启模拟开关或先开启模拟开关再开启可控电源模块，检测可控电源模块的电压输出变化，判断是否发生了闩锁效应。

使用时，首先启动电路闩锁效应的模拟演示仪，进行初始化控制可控电源模块关闭、模拟开关关闭。正常模式时，先开启可控电源模块，然后再开启模拟开关；闩锁效应模式时，则先开启模拟开关，然后再开启可控电源模块。在此时序控制过程中，闩锁效应监测系统时刻显示测量获得的可控电源模块输出电压值。

本发明的有益效果是：结构简单、成本低，闩锁效应观察明显和直观等优点。

附图说明

图1是本发明的结构图。

图2是本发明的闩锁效应监测系统的框图。

图3是本发明的闩锁效应发生系统的框图。

图4是本发明的模拟演示仪整体电路一个应用实施例电路框图。

图5是本发明的控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1中，101是闩锁效应的监测装置，102是可控电源模块，103是模拟开关，104是闩锁效应的发生装置。

图1所示，闩锁效应的监测装置(101)分别和可控电源模块(102)、模拟开关(103)相连，闩锁效应的发生装置(104)分别和可控电源模块(102)、模拟开关(103)相连。