晶体管固定开/短路故障模型及其代表性类型

故障模型是对电路的物理缺陷对电路功能和行为的影响的抽象，由于某些物理缺陷对于电路的影响过于复杂，分析难度较大，故根据其在电路行为上的表现进行抽象化的故障建模可以有效地回避对物理缺陷分析的复杂度。

在数字逻辑中，按逻辑值分类常用的故障模型包括：

（1）固定型故障（SAF，Stuck at Fault），具体分为SA0（Stuck at 0）和SA1（Stuck at 1），表现为电路系统中某一信号永久地固定为逻辑“0”或者逻辑“1”。

（2）晶体管固定开/短路故障，一般包含两种故障模型——固定开路和固定短路。

（3）桥接故障，指的是节点间电路的短路故障，通常假象为电阻很小的通路，主要包括逻辑电路和逻辑电路直接的桥接故障，节点间无反馈桥接故障和节点间反馈桥接故障。

（4）跳变延迟故障，指的是电路无法在规定时间内完成“0”与“1”之间的相互跳变的故障。

（5）传输延迟故障，指的是信号在某特定路径上的传输延迟，通常与该路径的AC参数相关。

按故障的出现频率和持续时间，常见的故障模型包括：(www.xing528.com)

（1）永久性故障（Permanent），是指永远持续下去直至修复为止的故障。永久性故障对于硬件来说是不可逆的物理变化，如电路的断路、零部件的物理损坏等。而永久性故障对于软件来说，它是系统运行时一个错误状态，并且这个错误状态不能通过系统的恢复功能来消除其对系统的影响。

（2）间歇性故障（Intermitent），是指连续而短暂地出现同样的一个故障，它的出现时间是偶然的但是又会不定期地重复。

（3）瞬时性故障（Transient），是指在系统运行时电子器件电路内出现干扰而导致短暂出现的故障，且它有可能是非重复的。系统工作环境变化、元件性能扰动、电源干扰、电磁辐射等因素常常会产生这类故障。虽然瞬时性故障很长时间才出现，但是很可能仅出现一次故障就会造成系统错误，甚至导致灾难性的系统瘫痪。

对于计算机系统的单粒子效应故障注入试验，通常希望选择最具代表性的故障类型，即这些故障是经常遇到的故障类型。对于按逻辑值分类的四种故障类型：不确定值，固定0、1，位翻转，延迟，图5-19给出了产生它们所对应的物理故障。

图5-19　故障模型对应的物理故障

可以看出，不确定值和固定0、1，位翻转三种故障类型可以反应大部分的物理故障，比如电源扰动、电磁辐射、宇宙射线对电路的影响。