重庆贴片ESD保护元件原理

静电的发生机制。由于不同原子的原子核对电子的束缚能力不同，物体相互靠近时，电子就会在物体之间发生转移，从而导致电荷在物质系统之间的不均匀分布，打破原本的平衡状态。所谓静电，其实就是这些发生转移、在某一物体上积累下来的电荷，而由这些电荷引发的诸多现象，如头发炸毛、电脑屏幕粘上灰尘等，就是静电现象。当我们活动时，身体、衣物会和地面、空气等产生摩擦，使电子在它们之间发生转移，从而使身体带电。我们的鞋子大多是绝缘的橡胶底，身体累积的电荷不可能通过鞋导给大地，于是身体的电荷逐渐累积，也就产生了静电。静电现象在冬天比在夏天更为常见，这与不同湿度下空气的导电能力有关。相对湿润时，空气中漂浮着大量微小液滴，可以转移身体的一部分电荷，而冬天气候干燥，室内外温差更**的温差会降低空气相对湿度，因此摩擦带来的电荷很容易积累起来。静电放电可达到高达几十千伏的放电电压。重庆贴片ESD保护元件原理

人体静电电压比较高可达约50kV以下，因为当存在连续起电过程时，由于电荷泄漏和放电，使得人体比较高电位得以被限制。2、一般生活中，在不同湿度条件下，人体活动产生的静电电位有所不同。在干燥的季节，人体静电可达几千伏甚至几万伏。3、产生原因：人体静电是由于人的身体上的衣物等相互摩擦产生的附着于人体上的静电。静电的产生是由于原子核对外层电子的吸引力不够，从而在摩擦或其它因素的作用下失去电子，于是造成摩擦物带负电荷。在摩擦物绝缘性能比较好的情况下，这些电荷无法流失，就会聚集起来。并且由于绝缘物的电容性极差，从而造成虽然电荷量不大但电压很高的状况。江苏低压ESD保护元件电压ESD脉冲频谱的高频信号特征和高频电路分布参数的严格约束使得在高频电路中防护器件的可选择性很小。

电阻衰减网络可以采用图2中(b)的n形结构，也可以采用T型结构。多阶LC高通滤波器可以获得较好的滤波矩形系数，当滤波器截止频率高于ESD脉冲主能量成分的频率，可以把绝人部分ESD能量滤除，因此在较高频率的高频端口使用LC高通滤波器，可以获得很好的SD防护效果。电阻衰减网络和品通滤波器属于线性无源网络，不存在响应速度的问题，根据高频电路阻抗特征进行优良的四配设计也有利于改善高频接口的驻波性能。为了提高ESD防护效果，ESD防护电路应尽可能靠近高频端口，而被保护器件应尽量远离端口，同时应尽可能地减小并联保护网络的串联寄生电感，如图2(a)中的L1和L2，大的寄生电感将抗拒ESD脉冲电流的快速变化，使ESD电流大部分流入被防护器件。单级防护电路的防护效果不能满足要求时，可以采用防护二极管、滤波器、衰减器等多级级联的防护结构。在选用TVS、开关二极管和R/L/C元件设计ESD防护电路时，要注意选用的元件、特别是R/L/C元件的能量承受能力要足够强，不被ESD脉冲损坏，提高防护电路的可靠性。

ESD静电放电机器模型,机器模型的等效电路与人体模型相似，但等效电容是200pF，等效电阻为0，机器模型与人体模型的差异较大，实际上机器的储电电容变化较大，但为了描述的统一，取200pF。由于机器模型放电时没有电阻，且储电电容大于人体模式，同等电压对器件的损害，机器模式远大于人体模型。静电放电充电器件模型,半导体器件主要采用三种封装型式(金属、陶瓷、塑料)。它们在装配、传递、试验、测试、运输及存贮过程中，由于管壳与其它绝缘材料(如包装用的塑料袋、传递用的塑料容器等)相互磨擦，就会使管壳带电。器件本身作为电容器的一个极板而存贮电荷。CDM模型就是基于已带电的器件通过管脚与地接触时，发生对地放电引起器件失效而建立的。ESD静电保护元件在选型时应注意其封装，电容，静电防护等级等参数。

提高防护电路箱位电压或导通电压的设计方法由于低容值要求选用的防护器件的箱位电压(或导通电压)低于高频信号可能的**人峰值电压时，防护器件将对高频信号产生“压缩”的限幅问题，此时可以采用以下优化设计方法，提高防护器件的箝位电压:A.二极管偏置法一对防护二极管施加反向偏压，使二极管的导通电压大于高频信号峰值电平。B.二极管串联法-n只二极管同向串联，导通电压提高n倍;两只二极管反向串联，导通电压为其反向击穿电压;也可以通过低容值防护二极管串联稳压二极管的方法提高防护电路的箱位电压。C.二极管串联电容法-防护二极管串联电容后，高频信号通过二极管对电容充电，电容充电后对二极管提供偏压，提升二极管的正向导通电乐。ESD静电保护元件有高分子材料制程的间隙放电元件，结电容可以做到0.1pF以内。天津USB3.0接口ESD保护元件封装

ESD静电保护元件可以做成阵列式，同时保护几路数据线免遭ESD的损坏。重庆贴片ESD保护元件原理

国际电工委员会(Internationa1日ectrotechnicalCommission，IEC)制定了测试标准IEC61000-4-2来评价电子设备的ESD抗扰度等级。但人们在研究静电放电的危害时，主要关心的是静电放电产生的注入电流对电火工品、电子器件、电子设备及其他一些静电敏感系统的危害，忽视了静电放电的电磁脉冲效应，直到20世纪90年代初Wilson才***提出ESD过程中产生的辐射场影响。IEC61000-4-2标准虽几经修改，规范了ESD模拟器对水平耦合板和垂直耦合板的放电方式，但没有关于ESD辐射场的明确规定，对ESD模拟器也*规定了放电电流的典型波形和4个关键点参数。通常被测设备(equip—mentundertest，EUT)是易受电磁场影响的。许多学者在实际测试时发现，由于ESD模拟器内部继电器与接地回路等因素的影响，符合IEC61000-4-2标准要求的不同END模拟器所得测试结果并不相同。重庆贴片ESD保护元件原理

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