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寧波ESD保護器件設計

來源: 發(fā)布時間:2022-06-29

ESD保護器件具有什么特點?ESD靜電保護器件特點特性:低電容,至低可達到零點幾皮法;快速響應時間:通常小于1.0PS;體積小,小型化器件,節(jié)約PCB空間;工作電壓可以根據(jù)IC的工作電壓設計,比如:2.8V、3.3V、5V、12V、15V等等;靈活度高,可以根據(jù)應用需求設計電容、封裝形式、浪涌承受能力等參數(shù);封裝形式多樣化。ESD保護對高密度、小型化和具有復雜功能的電子設備而言具有重要意義。在ESD保護領域,目前主流的是TVS管、壓敏電阻、自恢復保險絲等。ESD保護元件的作用是轉(zhuǎn)移來自敏感元件的ESD應力;寧波ESD保護器件設計

芯片級保護器件:正向?qū)ǘO管具有很強的泄放能力,是重要的保護器件,在射頻、數(shù)字端口保護中常用。但是反向二極管電流能力弱,若作為ESD保護,需要較大的芯片面積。三極管和GGNMOS在反偏結(jié)擊穿后,整體器件進入電導調(diào)制的滯回狀態(tài),形成S形滯回曲線,泄放電流。SCR是重要的ESD保護器件,通過PNPN結(jié)構(gòu)形成反饋環(huán)路,這是典型的特性曲線,具有Vt1高,VH低,開啟速度慢的特點。注意對于SCR來說,反向特性雖然也是一個二極管,但是串聯(lián)了Rpsub和RNW,會影響導通電阻,直接影響鉗位特性和導通電阻,所以通常并聯(lián)一個Dp。武漢ESD保護器件批發(fā)為了防止由于ESD侵入被觸摸的電子設備而導致的產(chǎn)品或系統(tǒng)破壞,需要安裝抑制或消除ESD的對應元器件。

什么是ESD呢?這是當兩個帶電物體(例如人體和電子設備)彼此接觸時,便會釋放出靜電,這種現(xiàn)象便稱為ESD。從人體產(chǎn)生的ESD可以是幾千伏的量級,當該高壓脈沖進入被觸摸的電子設備時,將導致其內(nèi)部的IC電路的故障或破壞。為了防止由于ESD侵入被觸摸的電子設備而導致的產(chǎn)品或系統(tǒng)破壞,便需要安裝抑制或消除ESD的對應元器件。在高速電量傳輸過程中易產(chǎn)生潛在的破壞電壓、電流及電磁場,ESD防護器件能夠有效保護電子線路中的精密元器件免受各種浪涌脈沖和靜電的損壞。

ESD保護器件防護原理及選型:當系統(tǒng)沒有干擾,正常工作時,ESD器件可以忽略,幾乎不起作用。當外部接口電壓超過ESD器件的擊穿電壓(VBR),ESD器件開始起作用,并將電流分流到地。實際ESD器件的工作電壓(VRWM)與擊穿電壓(VBR)的區(qū)別,選擇ESD器件應該選擇系統(tǒng)工作電壓小于ESD器件的工作電壓(VRWM),例如系統(tǒng)是0~5V,那么我們應該選擇工作電壓(VRWM)大于5V的TVS。單向ESD器件和雙向ESD器件,雙向ESD器件可以通過正負擊穿電壓(VBR)的信號,而單向ESD器件只可以通過正擊穿電壓(VBR)的信號,如果通過負的就會造成ESD器件擊穿。雙向ESD器件和單向ESD器件的特點,單向ESD器件對于負壓的保護更好。ESD保護器件在測試時會在電路中包括150pF電容器和330Ω的內(nèi)部電阻。

常用的ESD保護器件主要有Diode、Resistor、P/NMOS、BJT、SCR等,因其具有雪崩擊穿、雪崩與注入等特性,能夠瞬間進入低阻態(tài),故具有良好的電流泄放能力,可以作為ESD防護器件。在ESD設計中,Diode是一種常見的器件。在VDD相對于VSS發(fā)生Positive ESD Pulse時,Diode發(fā)生雪崩擊穿并釋放ESD電流,從而保護內(nèi)部電路不受ESD影響。但由于二極管完全通過雪崩擊穿釋放ESD電流,在大電流下器件的功耗很大,因此這種模式下二極管的抗ESD能力往往很低,器件的微分電阻也較大;而在VDD相對于VSS發(fā)生Negative ESD Pulse時,該Diode為正偏并釋放ESD電流,由于二極管的正向?qū)妷汉苄。四J较缕骷墓暮苄?,因此其抗ESD能力非常強。ESD保護器件能夠瞬間進入低阻態(tài);常見ESD保護器件怎么樣

雙向ESD保護器件可以通過正負擊穿電壓(VBR)的信號。寧波ESD保護器件設計

ESD保護器件分類:壓敏電阻:壓敏電阻是一種限壓型ESD保護器件。利用壓敏電阻的非線性特性,當過電壓出現(xiàn)在壓敏電阻的兩極間,壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個相對固定的電壓值,從而實現(xiàn)對后級電路的保護。壓敏電阻的主要參數(shù)有:壓敏電壓、通流容量、結(jié)電容、響應時間等。壓敏電阻的響應時間為ns級,比空氣放電管快,比TVS管稍慢一些,一般情況下用于電子電路的過電壓保護其響應速度可以滿足要求。壓敏電阻主要可用于直流電源、交流電源、低頻信號線路、帶饋電的天饋線路。壓敏電阻的失效模式主要是短路,當通過的過電流太大時,也可能造成閥片被炸裂而開路。壓敏電阻使用壽命較短,多次沖擊后性能會下降。因此由壓敏電阻構(gòu)成的防雷器長時間使用后存在維護及更換的問題。寧波ESD保護器件設計

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