網(wǎng)絡(luò)接口ESD靜電防護(hù)方案設(shè)計(jì)思路分析
　　各類電子|網(wǎng)絡(luò)接口的ESD保護(hù)十分重要，而ESD靜電二極管是一種十分有效的保護(hù)器件，與其它器件相比有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，但在應(yīng)用時(shí)應(yīng)當(dāng)針對(duì)不同的保護(hù)對(duì)象來選用器件，因?yàn)椴煌亩丝诳赡苁艿降撵o電衝擊有所不同，不同器件要求的保護(hù)程度也有不同。要注意相應(yīng)的參數(shù)鑒別以及各個(gè)生產(chǎn)商的不同設(shè)計(jì)，同時(shí)還要進(jìn)行合理的PCB布局。本文介紹在電子|網(wǎng)絡(luò)接口的ESD保護(hù)中如何應(yīng)用ESD靜電二極管器件。

　　電子|網(wǎng)絡(luò)接口如T1/E1線路卡、T3/E3和DS3接口、STS-1接口、ISDN S/T接口、ISDN U接口、10/100以太網(wǎng)等，由于高頻率的傳輸速率，極易受到靜電放電(ESD)的衝擊，如果沒有選擇合適的保護(hù)器件，可能會(huì)造成機(jī)器性能不穩(wěn)定，或者損壞。更壞的情況是查不出確切的原因，使用戶誤認(rèn)為是產(chǎn)品質(zhì)量問題而損壞企業(yè)信譽(yù)。
　　一般情況下，對(duì)便攜式設(shè)備暴露在外麵可能與人體接觸的端口都要求進(jìn)行防靜電保護(hù)，如鍵盤、電源接口、數(shù)據(jù)口、I/O口等等。現(xiàn)在比較通用的ESD標(biāo)準(zhǔn)是IEC61000-4-2，應(yīng)用人體靜電模式，測(cè)試電壓的范圍為2kV～15kV(空氣放電)，峰值電流最高為20A/ns，整個(gè)脈衝持續(xù)時(shí)間不超過60ns。在這樣的脈衝下所產(chǎn)生的能量總共不超過幾百個(gè)微焦?fàn)?，但卻足以損壞敏感元器件。

　　電子|網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品所采用的IC器件大多是高集成度、小體積產(chǎn)品，精密的加工工藝使硅晶氧化層非常薄，因而更易擊穿，有的在20V左右就會(huì)受到損傷。傳統(tǒng)的保護(hù)方法已不再普遍適用，有的甚至還會(huì)造成對(duì)設(shè)備性能的干擾。可用于電子|網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的ESD保護(hù)器件有很多，例如設(shè)計(jì)人員可用分立器件搭建保護(hù)回路，但由于電子|網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品對(duì)于空間的限定以及避免回路自感，這種方法已逐漸被更加集成化的器件所替代。多層金屬氧化物貼片壓敏電阻、陶瓷電容還有二極管都可以有效地進(jìn)行防護(hù)，它們的特性及表現(xiàn)各有不同，ESD靜電二極管在此類應(yīng)用中的獨(dú)特表現(xiàn)為其贏得了越來越大的市場(chǎng)。以下是TG踏歌SO-08封裝ESD靜電二極管ESD06V08S-4L的具體參數(shù)特性：

　　ESD06V08S-4L的參數(shù)：
　　封裝：SO-08
　　電壓：6V
　　鉗位電壓：15V
　　容值：25pF
　　功率：2000W，更多ESD靜電二極管型號(hào)規(guī)格參數(shù)可直接訪問踏歌電子官網(wǎng)。

　　ESD06V08S-4L的特性：
　　1、依據(jù)(tp=8/20μs)線路，峰值脈衝功率為2000W
　　2、保護(hù)兩線的共模和差模
　　3、適合高速接口的低電容
　　4、低鉗位電壓和工作電壓
　　5、符合RoHS
　　6、Bellcore標(biāo)準(zhǔn)1089(內(nèi)部建設(shè))100A(2/10μs)
　　7、ITU K.20 Ipp=40A(5/310μs)
　　8、IEC61000-4-2(ESD)±15kV(空氣),±8kV(接觸)
　　9、IEC61000-4-4(EFT)40A(5/50ηs)
　　10、IEC61000-4-5(Lightning)100A(8/20μs)

　　ESD06V08S-4L的產(chǎn)品應(yīng)用：
　　1、T1/E1線路卡
　　2、T3/E3和DS3接口
　　3、STS-1接口
　　4、ISDN S/T接口
　　5、ISDN U接口
　　6、10/100以太網(wǎng)

　　不管選擇怎樣的靜電抑製器件，它們?cè)陔娐钒迳系牟季址浅Ｖ匾?。二極管布局前的導(dǎo)線長(zhǎng)度應(yīng)該減到最小，因?yàn)榭焖?0.7ns)ESD放電電流在電感性布線上感應(yīng)出很高的電壓尖峰，影響ESD保護(hù)的性能。  另外，快速ESD脈衝可能在電路板上相鄰(平行)導(dǎo)線間產(chǎn)生感應(yīng)電壓。如果上述情況發(fā)生，由于將不會(huì)得到保護(hù)，因?yàn)楦袘?yīng)電壓路徑將成為另一條讓浪涌到達(dá)IC的路徑。因此，被保護(hù)的輸入線不應(yīng)該被放置在其它單獨(dú)、未受保護(hù)的走線旁邊。推薦的ESD抑製器件PCB布局方案應(yīng)該是：應(yīng)盡可能的濾除所有的I/O口的干擾信號(hào)，靠近連接器/觸點(diǎn)PCB側(cè)。

　　走線時(shí)，盡可能縮短高頻元器件之間的連線，設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾；輸入輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行。最好加線間地線，以免發(fā)生反饋藕合。圖二是布線時(shí)的優(yōu)化建議。對(duì)于電子|網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品來說，各類集成電路的複雜性和精密度的提高使它們對(duì)ESD也更加敏感，以往的通用回路設(shè)計(jì)也不再適合。合理的PCB布局最重要的是要在使用ESD靜電二極管保護(hù)ESD損害的同時(shí)避免自感。ESD設(shè)計(jì)很可能會(huì)在回路中引起寄生自感，會(huì)對(duì)回路有強(qiáng)大的電壓衝擊，導(dǎo)致超出IC的承受極限而造成損壞。負(fù)載產(chǎn)生的自感電壓與電源變化強(qiáng)度成正比，ESD衝擊的瞬變特征易于誘發(fā)高強(qiáng)自感。減小寄生自感的基本原則是盡可能縮短分流回路，必須考慮到包括接地回路、ESD二極管和被保護(hù)線路之間的回路，以及由接口到TVS的通路等所有因素。所以，ESD靜電二極管應(yīng)與接口盡量接近（直接就近瀉放ESD 干擾，避免串入后續(xù)電路），與被保護(hù)線路盡量接近（畫版時(shí)原則上要靠近被保護(hù)的芯片），這樣才會(huì)減少自感藕合到其它鄰近線路上的機(jī)會(huì)。