雷电,是一种古老的静电放电现象。大气层中,每天可能产生800万余次的雷电事件,雷电频率高达100次/秒。雷击保护模块是一种能够将巨大浪涌信号安全屏蔽掉而并不会对任何电路产生影响的功能模块,对于一般芯片来说,可采用外挂式大功率TVS或压敏电阻进行设计。然而飞行器中存在很多种复杂的输入输出端口,一方面存在大量的焊接点导致不可靠,模块体积大等缺点,另一方面其不可能找到全部匹配的器件型号。因此,面向小型化的趋势,在芯片内部集成具有一定能力的雷击保护电路是未来飞行器发展的一种重要思路。DO-160G航空标准Chapter22中规定了直接雷击浪涌在飞行器周围由于电磁感应对机载设备的放电现象,其衡量指标包括瞬态电压、瞬态电流以及二者的比值,根据不同机载设备需求划分为5个等级、4种波形。典型的接口雷击防护方案为三级防护电路,一般对于可集成的抗雷击器件,采用TVS钳位与TBU/限流电阻作过流保护的组合成为首选。但是由于TBU器件在关断时若工作电压小于18V,将会闩锁所以,TBU无法应用于工作场景为28V的离散量接口芯片的限流处理。本文针对可集成雷击防护器件进行研究,提出了高压多晶硅制备工艺。仿真得到2.2μm厚度介质层、双槽隔离的长多晶硅结构,使得终端电场降低至5E16V/cm,并给出了28V免闩锁SCR的一种设计思路,实验测试不同面积的7.5VSCR器件,得到W=175μm、V_(CL)=12V、I_(t2)=22A的SCR器件,拟通过SCR堆叠的方式使其满足离散量输入输出端口防护的标准,并准备为此开展后续设计及测试。进一步地,本文针对5V高速接口电路雷击防护,讨论并设计了一种新型架构的双向TVS,仿真研究阱浓度对各项指标的影响,为设计提供仿真依据。本文设计了两种单层金属布线下的版图布局,基于国内某0.5μm工艺平台,实验得到极间电容为0.55pF的双向SCR器件,仿真通过3.3Gbps下眼图验证,系统级ESD能力达到±10kV,雷击浪涌能力大于5.26A(V_(CL)=11V)。