你能想到，一個(gè)小小的反相器就可以讓你的設(shè)計(jì)前功盡棄，給公司造成重大損失嗎？這個(gè)故事將展示一個(gè)反相器的威力。

在某個(gè)一切如常的工作日早上，生產(chǎn)的同事打電話找上我說(shuō)B產(chǎn)品的靜態(tài)電流指標(biāo)超標(biāo)了，目前大概25μA左右，而正常應(yīng)該在1μA以內(nèi)的。我第一反應(yīng)這很可能是測(cè)試問(wèn)題，畢竟測(cè)試環(huán)境的變動(dòng)造成測(cè)量結(jié)果變化很常見(jiàn)。但經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的確認(rèn)后，就發(fā)現(xiàn)并不是測(cè)試環(huán)境的問(wèn)題。

具體情況是這樣的：某款量產(chǎn)A產(chǎn)品，銷(xiāo)量很好，一切正常。B產(chǎn)品是A的進(jìn)階版，屬于驅(qū)動(dòng)加強(qiáng)版。同樣的測(cè)試板，測(cè)試程序，A產(chǎn)品沒(méi)有任何問(wèn)題，換成B產(chǎn)品，就有部分產(chǎn)品的靜態(tài)電流超標(biāo)?，F(xiàn)在的問(wèn)題是要找到B靜態(tài)電流超標(biāo)的原因。

經(jīng)過(guò)了解，B是在A的基礎(chǔ)上修改而來(lái)，電路上只改動(dòng)了IO部分邏輯和驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度，內(nèi)部電路完全保持原樣。經(jīng)過(guò)橫向?qū)Ρ?，一個(gè)合理的推測(cè)是，問(wèn)題出在改動(dòng)點(diǎn)的可能性很大。

咨詢了同事，之前碰到類似問(wèn)題時(shí)，可以借助EMMI實(shí)驗(yàn)輔助定位。

EMMI偵測(cè)：EMMI微光顯微鏡是一種效率極高的失效分錯(cuò)析工具，提供高靈敏度非破壞性的故障定位方式，可偵測(cè)和定位非常微弱的發(fā)光（可見(jiàn)光及近紅外光），由此捕捉各種元件缺陷或異常所產(chǎn)生的漏電流可見(jiàn)光。

因此第一件事，我們對(duì)問(wèn)題芯片進(jìn)行了開(kāi)蓋，然后到第三方機(jī)構(gòu)做EMMI實(shí)驗(yàn)。EMMI實(shí)驗(yàn)可以檢測(cè)到芯片中哪里有電流，電流越大的位置，其亮度越亮。當(dāng)我們拿到最終的圖片時(shí)，發(fā)現(xiàn)芯片局部有一個(gè)亮斑（類似圖1），毫無(wú)疑問(wèn)那里就是電流集中的地方。

知道了亮斑的大體位置，然后就去對(duì)照版圖，查看這塊位置對(duì)應(yīng)的具體電路。找到對(duì)應(yīng)的電路后，我們將電路看了好幾遍，這一塊就幾個(gè)邏輯門(mén)而已。按正常理解，邏輯門(mén)穩(wěn)態(tài)時(shí)不存在靜態(tài)電流，所以這里能有什么問(wèn)題呢？我自己也看不出啥問(wèn)題，于是找了幾個(gè)同事一起看看，將情況講了一下，大家看了也覺(jué)得不應(yīng)該是這里有問(wèn)題。最終形成的意見(jiàn)是：我們看到的亮斑只是一顆芯片的，如果多幾顆芯片，亮斑位置是否還在那里是不確定的，因此多找?guī)最w芯片做EMMI實(shí)驗(yàn)很有必要。

現(xiàn)在回過(guò)頭看，很不幸地，我們其實(shí)和真正的故障點(diǎn)擦肩而過(guò)。

于是多找了幾顆芯片繼續(xù)做了EMMI實(shí)驗(yàn)，可毫無(wú)例外地，每顆芯片的亮斑位置基本一樣。這基本就排除了芯片個(gè)體差異性的可能。真實(shí)問(wèn)題可能就是在那塊電路那里，但幾個(gè)邏輯門(mén)怎么可能造成漏電增加呢？

圖2異常反相器

沒(méi)辦法，只能再次去看那塊電路。這次就認(rèn)真多了，我們對(duì)每個(gè)邏輯門(mén)的輸入輸出都高亮來(lái)看。最終發(fā)現(xiàn)了一個(gè)異常反相器（圖2），這是一個(gè)沒(méi)有用到的反相器，它被孤零零地放在那里，仿佛是被遺忘在了無(wú)人的荒島上。（突然想到魯濱遜漂流記中那座荒島，還有孤零零的星期五。也不知那天是不是星期五）。正如圖上所示，它的輸入是懸空線，而又直接接在柵極，如果這里累積電荷的話，輸入的電位是幾伏呢？如果剛好是某個(gè)電位的時(shí)候，上下的PMOS和NMOS都處于微導(dǎo)通狀態(tài)，可能流過(guò)一個(gè)25μA的電流。好了，找到問(wèn)題了！

但先別高興，還需要實(shí)驗(yàn)佐證一下才行。好在這里的輸入線位于高層，可以很輕易地連到附近的地線。于是，當(dāng)輸入連到地之后，再次進(jìn)行EMMI實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)原來(lái)的亮斑消失了，靜態(tài)電流回歸到了1μA以內(nèi)！

現(xiàn)在可以給出結(jié)論：因?yàn)閮?nèi)部存在一個(gè)孤立的反相器，該反相器的輸入是懸空的，當(dāng)積累電荷時(shí)，輸入電位處于不確定態(tài)，因此有可能導(dǎo)致反相器微導(dǎo)通，產(chǎn)生靜態(tài)電流.
審核編輯：黃飛