四川按键接口ESD保护元件原理

时间:2023年07月29日 来源:

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(Electro-Static discharge)的意思是“静电释放”,也称静电放电。四川按键接口ESD保护元件原理

防静电的四项基本原则是:原则一:等电位连接,与敏感器件接触的导体实现等电位连接,避免因导全带静电发生放电;原则二:静电源控制,绝缘材料的静电通过连接地和等电位连接无法消除,因此必须对敏感器件周边进行静电源控制;原则三:静电源包装,出ESD防护区的器件必须使用防静电包装,以防外界静电源的影响;原则四,ESD防护措施不能降低安全水准,如安全与之***,安全第一。静电是一种客观的自然现象,产生的方式多种,如接触、摩擦、剥离等。静电防护技术,如电子工业、半导体、石油工业、兵器工业、纺织工业、橡胶工业以及兴航与***领域的静电危害,寻求减少静电造成的损失。上海按键接口ESD保护元件原理来明电子可提供多种类型的ESD静电保护元件,并提供选型替代,国产化替代,具有较高的性价比。

ESD策略,ESD防护电路的主要功能是尽量在接口位置把ESD脉冲泻放到地,使传送到被保护器件的ESD脉冲能量比较低,同时要求防护电路对正常工作信号的损耗和失真**小。因此设计ESD防护电路的基本指导思想是:对ESD信号来说,接口输入点和地之间的并联阻抗要尽量小,而接口输入点和被保护器件之间的串联阻抗要尽量大;对工作信号来说,接口输入点和地之间的并联阻抗要尽量大,而接口输入点和被保护器件之间的串联阻抗要尽量小。**的电浪涌防护器件主要有压敏电阻MOV气体放电管GDT 瞬态电压抑制二极管TVS半导体闸流管瞬态抑制器件TSS、快速开关二极管等。

在ESD设计中,Diode是一种常见的器件。图2为Diode的一种典型应用情况,在VDD相对于VSS发生PositiveESDPulse时,Diode发生雪崩击穿并释放ESD电流,从而保护内部电路不受ESD影响。但由于二极管完全通过雪崩击穿释放ESD电流,在大电流下器件的功耗很大,因此这种模式下二极管的抗ESD能力往往很低,器件的微分电阻也较大;而在VDD相对于VSS发生NegativeESDPulse时,该Diode为正偏并释放ESD电流,由于二极管的正向导通电压很小,此模式下器件的功耗很小,因此其抗ESD能力非常强。由于Diode在正偏和反偏两种状态下的ESD能力差别非常大,因此目前在使用二极管作ESD保护器件时往往会采用非常大的器件面积提升二极管反偏状态下的ESD能力,如此一来,缺点是非常明显的,它增大了ESD器件的面积占用,更为严重的是,对于高频引脚而言,此方式会带来较大的寄生电容,使引脚的频率特性变差。硅基ESD静电保护元件具有较低的钳位电压。

由于这种SCR的触发要靠Nwell和Pwell结的击穿来实现,在CMOS工艺中,其击穿电压大约有几十伏,远高于一般器件的栅氧击穿电压,达不到ESD防护的效果。因此对于低压CMOS芯片而言,SCR的触发电压需要通过一些方法降低,以满足芯片的保护要求。SCR的高It2使得器件可以以很小的宽度达到芯片的抗ESD要求,因此使用SCR器件可以有效的降低由ESD器件带来的寄生电容,这一点对于RF芯片的ESD设计非常有利。由于这种SCR的触发要靠Nwell和Pwell结的击穿来实现,在CMOS工艺中,其击穿电压大约有几十伏,远高于一般器件的栅氧击穿电压,达不到ESD防护的效果。因此对于低压CMOS芯片而言,SCR的触发电压需要通过一些方法降低,以满足芯片的保护要求。SCR的高It2使得器件可以以很小的宽度达到芯片的抗ESD要求,因此使用SCR器件可以有效的降低由ESD器件带来的寄生电容,这一点对于RF芯片的ESD设计非常有利。ESD静电放电常见放电模型有:分别是HBM,MM, CDE。四川按键接口ESD保护元件原理

因CMOS使用**为***的工艺之一,所以MOS器件成使用**为普遍的ESD保护器件。四川按键接口ESD保护元件原理

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,在高频电路中进行ESD防护设计的难度增大。尤其当这些器件应用于信号接口时,产品的组装、测试和用户使用过程中接口的高接触率、电缆放电(CDE)等常使接口器件长久或潜在损伤,通信产品接口器件在生产中和市场上的ESD损坏事故频频发生,因此在设计和制造通信产品时除了加强产品制造过程的ESD控制外,还要加强产品的ESD防护设计,尤其是高频信号接口的ESD防护设计已成为提高通信产品可靠性的一个重要环节。四川按键接口ESD保护元件原理

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