LATCHUP pada IC
[Fisika Semiconductor]
Apa itu latchup?
Latchup adalah breakdown dari Parasitic Bipolar Transistor (Kita singkat aja PBT) dalam devais MOS (Metal Oxide Semiconductor), Parasitic Bipolar Transistor sendiri sebenarnya adalah BJT (Bi Junction Transistor) yang tumbuh didalam CMOS walau sebenarnya tidak ada, Transistor parasit itu terjadi karena Semikonduktor tipe-P dan N didalam CMOS secara tidak dikehendaki membentuk sendiri Transistor lainnya selain CMOS itu sendiri, jadi semacam benalu/parasit dalam CMOS.
Nah Breakdown dari PBT ini akan men-shortkan Vdd dan Vss, yang dapat mengakibatkan Chip Self -Destruction (pengahancuran diri sendiri oleh Chip tsb), atau paling tidak menyebabkan Power Down dan kemudian Power Back up (atau kebutuhan daya menjadi naik)
atau secara gampangannya adalah meledaknya komponen (walau tidak semua kejadian dengan ledakan), jadi misalnya ELCO diberi tegangan terbalik, atau IC diberi tegangan berlebih maka ia akan meledak atau terbakar.
LATCHUP biasanya sering terjadi pada devais I/O, dimana Arus yang besar mengalir, ketika tegangan pada kaki IC sudah diluar spesifikasi atau melebihi spesifikasi.
Pada Canel N CMOS, salah satu Bipolar Transistor ( Transistor dua kutub) bertipe PNP, yang berbasis di SUBSTRAT tipe-N, menghubungkan SOURCE tipe-P dari Vdd ke WELL tipe-P.
Bipolar transistor yang lain (tipe NPN), berbasis di WELL tipe-P, menghubungkan SUBSTRAT tipe-N dengan SOURCE tipe-N pada Vss. Terdapat juga Resistan dari SUBSTRAT (Rs) dan Resistan dari WELL tipe-P (Rw).
(cat : CMOS itu terdiri dari SUBSTRAT dibagian bawah kemudian Silicon, Oksida dan paling atasnya adalah Metal)
Pada Transistor NPN, Arus akan mengalir dari Kolektor menuju Emitor, jika Kolektor diberi Tegangan Bias Positif relatif terhadap Emitor, dan Basis akan mempunyai tegangan sekitar 0.6V lebih positif dari Emitor.
Jika Arus yang disuntikkan ke SUBSTRAT tipe-N, dan tekumpul di WELL tipe-P, cukup tinggi, maka tegangan yang melewati Rs dapat naik ke titik yang menyebabkan transistor bipolar menjadi ON dan beroperasi dalam mode Resistansi Rendah. Pada keadaan ini Vdd dan Vss dapat terhubung singkat.
Apa yang dapat kita lakukan adalah didalam perancangan IC itu sendiri, mengoperasikan IC dalam batas spesifikasinya dalah jalan terbaik untuk mencegah LATCHUP.
Gejala LATHCUP
# Nilai Idd Tinggi
# Terdeteksi adanya panas
LATCHUP adalah merusak sendiri begitu begitu mulai terjadi, karena itu gejala-gejala tersebut mungkin juga ke;ihatan setelah kejadian, jadi cara terbaik menghentikan latch-up adalah mencabut power atau mematikan Power dari Chip.
DEBUGGING
Latchup biasanya terjadi karena memberi tegangan pada sebuah kaki IC diatas Vdd atau dibawah Vss, karena itu sebaiknya Lakukan pengecekan pada semua kaki IC.Hati-hati juga karena hal itu juga yang menyebabkan GLITCHES pada kaki IC, karena itu mencari sumber Latchup adalah bagian yang membosankan.
Salah satu jalan mencari Kaki yang masalah, adalah dengan men-disconnect/memutus hubungan semua Input, kemudian memberi kaki IC tersebut tegangan HIGH atau LOW satu persatu
[September 2004]