смысле с этим нельзя не согласиться, так как эту проблему сейчас чересчур усложняют. Но хотя в некоторых самых последних приборах и предусмотрена диодная защита выводов, нужно быть готовым к тому, что при небрежном обращении КМОП-прибор выйдет из строя. Я сам испортил несколько приборов и поэтому не слишком доверяю заявлениям о том, что эта проблема преувеличена.

За небрежность можно поплатиться очень дорого. Несмотря на то что широко распространенные КМОП-приборы относительно дешевы (большинство из них входит в серию 4000), некоторые специальные КМОП-приборы стоят очень дорого. Например, ИС цифровых часов стоит около 15 долл., в то время как ИС микрокомпьютера стоит почти 100 долл.! Скрытая цена- это, между прочим, пена того времени, денег и плохого настроения, которые тратятся на обнаружение неисправности в проектируемой схеме, где статический заряд вывел из строя одну-единственную интегральную КМОП-схему. Итак, при желании вы можете не обращать внимания на проблему статического электричества, но не лейте потом слез, если ваш аналого-цифровой преобразователь (который стоит 150 долл.) вылетит в трубу.

Причины чувствительности КМОП-приборов к статическому электричеству

На рис. 2.12, а показана «внутренность> типичного КМОП-кристалла (полевого КМОП-транзистора). Электрод затвора изолирован от п-канала слоем окисла металла, имеющим толщину порядка 1/500 мм. Типичное значение напряжения пробоя такого тонкого слоя лежит в диапазоне 80 В. Напряжение статического электричества, накопленного на вашем теле, на инструментах и рабочих поверхностях, может достигать нескольких сотен вольт, отсюда понятно, что если не соблюдать надлежащих мер предосторожности, то КМОП-прибор можно испортить.

Затвор

Затвор Источник

Изолированный

затвор слой о/гисла

Сток

Рис. 2.12. Типичная структура полевого МОП-транзистора, используемого в качестве входного КМОП-траизнстора (а); возможное повреждение, обусловленное статическим электричеством при небрежном обращении со схемой (б).

Механизм разрушения полевого КМОП-транзистора показан на рис. 2.12,6. При пробое слоя окисла металла (при возникновении «бреши» в изолирующем слое) ионы металла проникают в слой затвора, канал и затвор замыкаются накоротко.

Коварство этого эффекта, однако, заключается в том, что он может проявиться с задержкой, так как достаточное количество ионов металла неспособно сразу пройти через «брешь». Постепенно накапливается такое количество ионов, которое приводит к короткому замыканию затвора, и тогда прибор выходит из строя. Этим можно объяснить «спонтанный» отказ прибора через несколько недель или даже месяцев после монтажа.

Мера противодействия - все заземляйте!

Даже несмотря на то, что с целью защиты от статического электричества, некоторые «хитрые» КМОП-приборы защищают пробивными диодами, рекомендуется соблюдать некоторые меры предосторожности. Пример схемы защищенного КМОП-инвертора приведен на рис. 2.13. Однако эта защита не распространяется на все случаи жизни. Кроме того, большая часть старых КМОП-приборов и многие токовые приборы, обеспечивающие высокое быстродействие или выполнение специальных функций, не имеют защиты. Я предлагаю использовать следующие меры предосторожности, рекомендованные фирмами изготовителями при работе с КМОП-приборами и с некоторыми другими ИС.

Верный путь к устранению угрозы выхода из строя КМОП-приборов- заземление окружающих предметов. При этом ста-

вхом

выход

Рис. 2.13 Диодная защита для ослабления влияния статического электричества иа КМОП-интегральиые схемы.

тическое электричество безболезненно стекает на землю, еще не достигнув .прибора. Например, к рабочему столу желательно прикрепить большой кухонный противень или кусок листового алюминия, который продается в отделах «Сделай сам». Если вы работаете с КМОП-схемами лишь время от времени и каждый раз недолго, то лучше выбрать первый способ, но если ожидается более частая работа, прикрепите лист алюминия постоянно. Некоторые пользуются «статической промокашкой», которая представляет собой кусок мазонита или какого-нибудь другого подобного материала, к которому прикреплен металлический лист. Такую «промокашку» кладут на стол, когда работают с КМОП-схемами.

С помощью листа вам также нужно заземлить все инструменты и себя. Для провода земли, мне кажется, лучше всего брать провод красного или черного цвета, заставляющего проконтролировать свои действия. Что касается инструментов, я предпочитаю использовать одну отвертку и металлический пинцет, с помощью которого легко брать припой.

Для того чтобы заземлить себя, можно с помощью зажима («крокодила») присоединить провод земли к металлической части часов или лучше использовать провод, постоянно припаянный к браслету. Не забудьте, что перед тем как паять, нужно соскоблить хромовое покрытие и открыть основной металл.

Металлическая поверхность рабочего стола должна быть заземлена, но прямое заземление делать нельзя! При прямом заземлении случайное соприкосновение с проводом, находящимся под напряжением И 5 В, будет скорее всего смертельным. Чтобы этого не произошло, установите между реальной землей и землей, представленной металлической пластиной стола и вами, резистор сопротивлением 1 МОм и мощностью V2 Вт.

Тот конец резистора, который должен соединяться с землей, следует присоединить к металлической (но не пластиковой!) трубе для холодной воды, имеющей заземление (стержень, закопанный в землю), или к земле ближайшего источника питания переменного тока. Используйте именно землю, а не нейтраль шины питания переменного тока. Для земли выделен третий провод в шине питания, он выведен к круглому (а не щеле-видному) отверстию розетки питания. Металлическая коробка, в которой помещается все содержимое розетки, также заземлена, заземлен и металлический винт, при помощи которого крепится крышка розетки.

Если у вас где-нибудь установлена пустая коробка розетки, можете сделать постоянное соединение с землей. Для этого в металлической крышке розетки нужно просверлить отверстие, в которое вошло бы телефонное гнездо диаметром 6 мм (рис.

1> Речь идет о розетках, используемых в США; они имеют два щелевид-иых отверстия для вилки. - Прим перев