集成电路电磁干扰EMC测试方法

### 集成电路电磁干扰EMC测试方法详解 #### 一、前言与背景 集成电路作为现代电子技术的核心组成部分，在各个行业中发挥着至关重要的作用。随着集成电路技术的不断发展，其集成度不断提高，元件数量急剧增加，使得集成电路的电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility, EMC）成为了一个日益突出的问题。EMC性能不仅关系到集成电路本身的工作稳定性，还直接影响到整个系统的可靠性和成本。 #### 二、EMC的重要性 集成电路的EMC设计和测试对于确保产品的性能至关重要。良好的EMC设计能够有效减少外部电磁干扰对集成电路的影响，并降低集成电路自身产生的电磁干扰。这对于提高产品质量、降低成本以及满足各种国际和国家的电磁兼容标准具有重要意义。 #### 三、EMC研究的对象 在集成电路的EMC研究中，主要关注两个方面的内容：辐射骚扰和传导骚扰。辐射骚扰指的是直接从芯片上的电路和集成电路封装产生的电磁发射；而传导骚扰则是由集成电路引脚注入到印制电路板的布线或电缆上的脉冲电流引起的电磁发射。通常情况下，直接辐射骚扰相比通过外围电路产生的电磁辐射要小得多。 #### 四、EMC发射的机制 集成电路在工作过程中会产生射频电流，这些电流通过引脚和与之相连的PCB板上的连线向外发射，形成无意发射。根据公式 \(\text{发射功率} = R_r \cdot I_{RF}^2\)，其中 \(R_r\) 为无意发射天线的等效发射阻抗，\(I_{RF}\) 为IC工作时产生的射频电流。可以看出，评价集成电路的传导骚扰可以通过测量集成电路引脚的射频电流来进行。 #### 五、集成电路EMC标准的发展 当前，国际电工委员会（IEC）制定了多项关于集成电路电磁发射的标准，涵盖了从150kHz到1GHz的不同测试方法和技术要求。这些标准包括： 1. **IEC 61967-1**: 集成电路-电磁发射，150kHz to 1GHz-通用条件与定义。 2. **IEC 61967-2**: 集成电路-电磁发射，150kHz to 1GHz-TEM小室法。 3. **IEC TS 61967-3**: 集成电路-电磁发射，150kHz to 1GHz-表面扫描法。 4. **IEC 61967-4**: 集成电路-电磁发射，150kHz to 1GHz-1Ω/150Ω直接耦合法。 5. **IEC 61967-5**: 集成电路-电磁发射，150kHz to 1GHz-工作台法拉第笼法。 6. **IEC 61967-6**: 集成电路-电磁发射，150kHz to 1GHz-磁场探头法。 这些标准为集成电路的设计者和测试工程师提供了统一的测试方法和评价准则。 #### 六、EMC测试方法简介 1. **TEM小室法**：这种方法基于TEM小室，通过在小室内放置装有被测集成电路的专用评估线路板来进行测试。TEM小室提供了一个受控环境，有助于准确测量集成电路的电磁发射特性。 #### 七、结论 集成电路的EMC设计和测试对于确保产品的质量和性能至关重要。通过了解EMC的基本原理和相关标准，集成电路设计师可以在设计阶段就考虑到EMC因素，从而有效避免后期可能出现的问题。此外，遵循国际电工委员会等组织制定的相关标准，可以帮助集成电路制造商确保产品符合全球市场的要求。未来，随着技术的进步，EMC的研究将会更加深入，测试方法也将不断优化和完善。