摘 要：以某整机在调试过程中发生的一只cmos驱动门电路的闩锁失效为例，具体分析了测试仪器感应漏电引起cmos电路闩锁的现象、机理和原因，具有一定的典型性。
1引言
有数据表明，电子元器件的失效有50％以上都是由于使用不当引起的。这其中，元器件在上板调试过程中的失效占了绝大部分。有时候整机或单板上的元器件本来是正常的，而设计师或调试人员为了取得某些测试点的参数，用测试仪器的探头触碰这些测试点后，整机或单板上的有些元器件反而出现失效。这种现象有时令人十分困惑，因为它决不是测试人员操作失误引起的。器件失效的莫明其妙，难以防范，给元器件上机后的调试测试工作带来很大的麻烦。
本文以某整机在调试过程中发生的一只cmos器件闩锁失效为例，分析测试设备感应漏电引起器件失效的原因和机理，以期对有关技术人员在鉴别、分析和防止这类失效方面有所启发和帮助。
2一种奇异的故障现象
某整机出厂后，在用户处发现有数据乱码故障，经调试人员仔细检查分析，发现是cpu板上的cmos驱动门电路hct240输出波形异常引起的。该驱动器在正常情况下输出高电平为4.5v左右，上升沿约10ns，而出现故障时驱动器的输出高电平约为3.5v～4.0v，上升沿20ns～30ns。更换器件后，故障现象消失，因此,断定机器故障现象是该hct240失效造成。
对失效hct240进行电测试分析，发现该器件功能丧失，vdd端不通。解剖后发现vdd端压焊丝烧毁熔断，芯片表面正常。将熔断的键合丝重新压焊后，电路功能恢复正常。
hct240的电源压焊丝已经烧毁熔断，但在机器上仍能正常工作，只是高电平较低，上升沿和负载能力变差，这确是一种奇异的故障现象。对这种现象稍加分析就会发现，这是由于cmos电路具有的特殊结构（输入端保护网络）为芯片上的vdd电源提供了另一条通路所致，下面对此类现象进行分析。
hct240输入端的保护网络是一种最常见的结构形式，如图1所示。当器件vdd压焊丝烧毁断开时，如果电路前级为输入端i输入了高电平，该高电平就会通过保护网络的d1进入电源vdd，担负电源的供电任务，只不过由于输入高电平的负载能力较低，又要经过二极管d1的降压，因此虽然电路功能得以恢复，但输出高电平和负载能力都很差，在使用条件较苛刻的情况下，会引起机器出现故障。
电源压焊丝烧毁的hct240在整机板上仍能正常工作的必要条件有两个：第一，器件闩锁后仅仅烧毁了压焊丝，芯片是正常的；第二，所有8个输入端在任何时候必须至少有一端为高电平。实际上这两个条件中第一个条件与器件的设计和生产工艺有关，当器件生产出来后，器件的这一特点就确定了。第二个条件与器件的使用情况有关，对于输入端较多的器件，这一条件也是很容易满足的。上例中失效的hct240在使用过程中，输入端2、4、6在任何时间总有一端为高，因此虽然vdd压焊丝烧毁了，电路功能仍然基本正常。
图1hct240输入端的保护网络
图2hct240闩锁模拟试验线路
这种失效是较为隐蔽的，器件上机后不易察觉。调试人员经过波形普查、电源拉偏等措施有可能发现，但如果调试人员经验不足，试验不充分，就有可能使带有失效器件的板或整机流入下道工序。上例中的失效hct240在单板和整机调试中均未发现，而上系统联调时在使用现场才发现失效，这时距整机出厂已将近三年，造成了极大的危害。
与以上分析相仿，由于d2的作用，使得地线压焊丝烧毁的hct240也可能正常工作，当然必要条件是所有8个输入端在任何时候必须至少有一端为低电平。甚至当hct240电源和地端压焊丝双双烧毁，只要输入端电平有高有低，器件就仍能正常工作。
3hct240的失效原因分析及失效现象模拟
根据hct240的失效特征分析，该器件失效是由于电路发生了闩锁。但器件闩锁阈值究竟为多少？器件闩锁后是否只烧毁电源端压焊丝而不损伤芯片，这是需要用模拟试验来回答的。
测定hct240闩锁阈值（主要是输入或输出端触发电流）和闩锁模拟试验的线路如图2所示，即电源端接v1，所有非试验输入端及地端均连在一起通过一电流表a2接地，试验端（输入端或输出端）通过一电流表a1和一小电阻器r接试验电压v2。试验中测试了与失效hct240同一批次的3只电路，试验结果如下：
(1)当试验电压v2为7v和10v时，电路不会闩锁；
(2)当试验电压v2为15v左右时，电路的输出端（如3端和12端）可以被触发闩锁、触发电流为70ma、80ma、100ma，而电源的维持电流在500ma以上，并很快上升使电路烧毁。
受试的3只电路经电测试和解剖分析，发现其地端的键合引线均全部熔断，电源端的键合引线也有不同程度的过流痕迹，而芯片表面良好，无击穿和烧毁现象，证明器件闩锁后只烧毁了电源端（或地端）的压焊丝而没有损伤芯片。
hct240闩锁后烧毁电源（或地）端压焊丝而不损伤芯片，原因是器件内部有
