現在市面上現已存在多種ESD保護器件,但最常用的可分紅三大類:聚合體、壓敏電阻/抑制器和二極管。挑選合適的ESD保護器材,最大的難點在于怎么最簡單地清晰哪種器材能夠供給最大的保護。體系供應商一般是經過數據手冊上的ESD額定值(或標稱值)來比照ESD保護器材的好壞。事實上,從這些額定值根本看不出器材保護體系的才能有多強,要害取決于其它二極管參數。
除了保護器材的ESD標稱值外,電壓值(箝位電壓)和ASIC端有多大電流(剩下電流)也是要害因素。ESD保護器材功用是經過將大多數電流短路到地并將ASIC端的電壓“箝位”到低于脈沖電壓的值來完成的。
斷定箝位電壓和剩下電流不是一項很簡單的使命。在大多數ESD保護數據手冊中引證的箝位電壓(假如手冊中包括這條信息)很簡單讓人產生誤解。而數據手冊中從來沒有剩下電流這一項,因為它與體系地圖有關,與器材自身無關。而作為代替參數的保護電路的動態電阻(Rdyn)則有助于比照器材,因為具有較低電阻的器材能夠分流較大份額的電流。惋惜的是,這個動態電阻值在保護器材的數據手冊中一般也不見蹤影。
聚合體器材
盡管聚合體器材對高頻使用來說適當有吸引力,因為它們的亞皮法電容值只有0.05~1.0pF,但這么低的電容也會帶來一些略微的副作用。與二極管不一樣的是,聚合體器材要求端電壓達到觸發電壓時才擊穿,而這個觸發電壓要比箝位電壓高出很多。典型的聚合體ESD器材在500V之前是不會擊穿的。一旦擊穿后它就會迅速跳到最高達150V的箝位電壓,當電荷開釋掉后,聚合體將返回高阻狀況。不過這一進程也許要花數小時乃至一天的時刻,因而它們對消費類使用來說沒有吸引力。這些器材在制作中很難準確表征,其數據手冊一般只包括典型參數值,而不供給最小和最大確保值。別的,因為它們在物理上是屬于柔性器材,因而它們的功能會隨著遭受ESD脈沖數量的添加而降低。
壓敏電阻和抑制器
壓敏電阻和抑制器對錯線性的可變電阻。盡管它們相對來說不貴,但抑制器一般具有高觸發電壓、高箝位電壓和高阻抗特性,從而使得大多數能量會抵達受保護的器材,而不是分流到地。
半導體二極管
別的一種ESD保護辦法是采用半導體二極管。ESD保護二極管被表征為低箝位電壓、低阻抗、疾速導通時刻和更好的牢靠性。一般半導體二極管能夠供給最佳的ESD保護,并且現在的二極管現已能夠做到1pF的等效電容,因而現已變成牢靠的ESD保護和杰出的信號完整性的最佳挑選。
ESD靜電保護元件剖析
任何保護元件在正常作業時期有必要作為高阻抗電路出現在受保護的輸入端。它所施加的電容負載有必要盡也許的小,使得對正常的輸入信號簡直沒有影響。然而,在過壓的剎那間,同一器材有必要變成能量的首要通路,把能量從被保護器材的輸入端轉移出去。此外,保護器材的安全(standing-off)電壓有必要高于受保護端所答應的最大信號電壓。相同,其箝位電壓有必要低到足以防止所保護的器材遭受損壞,這是因為在瞬態發作時期,輸入端上的電壓將是保護器材的箝位電壓。
ESD保護器件最重要的參考系數是下面三項:
1. 快速響應時間
2. 低箝位電壓
3. 高電流浪涌承受能力
無論商品被介紹得多么優良,在挑選ESD靜電保護元件時,仍應當詳盡地做好實踐的比照,測試好樣品。現在職業常規是依據8us上升時刻和20us持續時刻的脈沖公布箝位電壓的,而真正的ESD脈沖應當是1ns上升時刻和60ns的持續時刻。
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