電路的
ESD保護靜電放電(ESD)是從事硬件設計和生產(chǎn)的工程師都必須掌握的知識。很多開發(fā)人員往往會遇到這樣的情形:實驗室中開發(fā)的產(chǎn)品,測試 完全通過,但客戶使用一段時間后,即會出現(xiàn)異常現(xiàn)象,故障率也不是很高。一般情況下,這些問題大多由于浪涌沖擊、ESD沖擊等原因造成。在電子產(chǎn)品的裝配 和制造過程中,超過25%的半導體芯片的損壞歸咎于ESD。隨著微電子技術(shù)的廣泛應用及電磁環(huán)境越來越復雜,人們對靜電放電的電磁場效應如電磁干擾 (EMI)及電磁兼容性(EMC)問題越來越重視。
電路設計工程師一般通過一定數(shù)量的瞬間電壓抑制器(TVS)器件增加保護。如固狀器件(二極管)、金屬氧化物變阻器(MOV)、可控硅整流器、其他 可變電壓的材料(新聚合物器件)、氣體電子管和簡單的火花隙。隨著新一代高速電路的出現(xiàn),器件的工作頻率已經(jīng)從幾kHz上升到GHz,對用于ESD保護的 高容量無源器件的要求也越來越高。例如,TVS必須迅速響應到來的浪涌電壓,當浪涌電壓在0.7ns達到8KV(或更高)峰值時,TVS器件的觸發(fā)或調(diào)整 電壓 (與輸入線平行)必須足夠低以便作為一個有效的電壓分配器。(推薦閱讀:
ESD保護器原理與應用)
現(xiàn)在,電路設計工程師在高頻電路設計中越來越多地采用ESD抑制方案。盡管低成本的硅二極管(或變阻器)的觸發(fā)/箝位電壓非常低,但其高頻 容量和漏電流無法滿足不斷增長的應用需求。聚合物ESD抑制器在頻率高達6GHz時的衰減小于0.2dB,對電路的影響幾乎可以忽略不計。
電磁兼容和電路保護對所有電子產(chǎn)品的設計而言都是無法回避的問題。電路設計工程師除了熟悉電磁兼容相關標準,設計中還需綜合考慮器件本身的性能、寄 生參數(shù)、產(chǎn)品性能、成本以及系統(tǒng)設計中的每個功能模塊,通過布局布線優(yōu)化、增加去耦電容、磁珠、磁環(huán)、屏蔽、PCB諧振抑制等措施來確保EMI在控制范圍 之內(nèi)。在制定電路保護設計方案時,最重要的是首先掌握因應的技術(shù)方案和設計手段,并據(jù)此選擇正確的
ESD保護器件。(推薦閱讀:
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