朱 筠，刘有耀，张 霞

（西安邮电大学电子工程学院，西安 710121）

0 引言

由于中国集成电路产业发展迅速，在集成电路产业带动下大量新兴产业快速发展、壮大，需要大量的集成电路设计和集成系统专业领域人才，对现有教学体系和实践平台建设提出了更高要求，要能够跟上最新产业的发展需求，才能培养出适合社会和企业需要的创新型人才［1-4］。

早在半个多世纪前就已经有学者开始研究CMOS电路闩锁效应。近几年，随着集成电路制造工艺水平的提高及计算机辅助设计工具的发展，对闩锁效应的研究工作越来越深入，能更直观全面的理解闩锁现象［5-6］。到21世纪，特征尺寸已进入亚微米级、甚至纳米级，人们不仅需要高精度仪器对CMOS电路进行定位、定量分析闩锁效应，更需要完善其理论，依靠计算机辅助工具预示出所设计的CMOS集成电路抗闩锁能力的强弱。虚拟仿真实验技术的发展和应用对闩锁效应的研究工作提供了坚实的工具基础［7-8］。

本文利用SILVACO TCAD软件设计了CMOS电路闩锁效应的虚拟仿真实验，通过交互式工具和可视化输出使学生对CMOS电路闩锁效应的发生及抑制有较全面和更直接的认识，同时对以后CMOS电路的分析设计打下坚实的基础。

1 CMOS闩锁效应分析

闩锁效应［9-10］，是指CMOS 器件结构中寄生的双极晶体管（又称寄生可控硅，简称SCR）被触发导通后，会在电源VDD与地（GND）之间形成低阻抗大电流通路，有可能导致器件无法正常工作，严重时会造成CMOS电路的永久性损毁，如图1（a）所示。……