ESD防护-几种ESD静电掩护体例分享-KIA MOS管
信息来历:本站 日期:2022-10-18
1、并联放电器件
常常利用的放电器件有TVS,齐纳二极管,压敏电阻,气体放电管等。
如图
1.齐纳二极管( Zener Diodes ,也称稳压二极管 ) :操纵齐纳二极管的反向击穿特征能够掩护 ESD敏感器件。可是齐纳二极管凡是有几十 pF 的电容,这对高速旌旗灯号(比方 500MHz)而言,会引发旌旗灯号畸变。齐纳二极管对电源上的浪涌也有很好的接收感化。
2.瞬变电压消弭器 TVS(Transient Voltage Suppressor):TVS 是一种固态二极管,特地用于避免 ESD 瞬态电压粉碎敏感的半导体器件。
与传统的齐纳二极管比拟, TVS 二极管 P/N 结面积更大,这一布局上的改良使 TVS 具备更强的高压蒙受才能,同时也下降了电压停止率,是以对掩护手持装备低任务电压回路的宁静具备更好结果。
TVS二极管的瞬态功率和瞬态电流机能与结的面积成反比。该二极管的结具备较大的截面积,能够处置闪电和 ESD所引发的高瞬态电流。TVS也会有结电容,凡是0.3个pF到几十个pF。TVS有单极性的和双极性的,利用时要注重。手机上用的TVS约莫0.01$,低容值的约2-3分$。
3.多层金属氧化物布局器件 (MLV):大陆普通称为压敏电阻。MLV也能够停止有用的刹时高压打击按捺,此类器件具备非线性电压 - 电流 ( 阻抗表现 ) 干系,停止电压可达最后中断电压的 2 ~ 3倍。
这类特征合适用于对电压不太敏感的线路和器件的静电或浪涌掩护,如电源回路,按键输入端等。手机用压敏电阻约0.0015$,约莫是TVS价钱的1/6,可是防护结果不TVS好,且压敏电阻有寿命老化。
2、串连阻抗
普通能够经由过程串连电阻或磁珠来限定ESD放电电流,到达防静电的目标。如图。如手机的高输入阻抗的端口能够串1K欧电阻来防护,如ADC,输入的GPIO,按键等。
不要担忧0402的电阻会被打坏,理论证实是打不坏的。用电阻做ESD防护几近不增添本钱。若是用磁珠,磁珠的价钱大 约0.002$,和压敏电阻差未几。
3、增添滤波收集
后面提到了静电的能量频谱,若是用滤波器滤掉首要的能量也能到达静电防护的目标。
对低频旌旗灯号,如GPIO输入,ADC,音频输入能够用1k+1000PF的电容来做静电防护,本钱能够疏忽,机能不比压敏电阻差,若是用1K+50PF的压敏电阻(上面讲的复合防护办法),结果更好,经历证实如许防护结果偶然跨越TVS。
对射频天线的微波旌旗灯号,若是用TVS管,压敏等容性器件来做静电防护,射频旌旗灯号会被衰减,是以请求TVS的电容很低,如许增添ESD办法的本钱。
对微波旌旗灯号能够对地并联一个几十nH的电感来为静电供给一个放电通道,对微波旌旗灯号几近不影响,对900MHZ和1800MHz的手机常常常利用22nH的电感。如许能把静电首要能量频谱上的能量接收掉良多。
4、复合防护
有一种器件叫EMI filter,他有很好的ESD防护结果,如图。EMI filter也有基于TVS管的和基于压敏电阻的,前者结果好,但很贵,后者便宜,普通4路基于压敏电阻的EMI价钱在0.02$。
现实操纵中能够用上面的一个电阻+一个压敏电阻的体例。他既有低通滤波器的功效,又有压敏电阻的功效,另有电阻串连限流的功效。是性价比最好的防护体例,对高阻旌旗灯号能够接纳1K电阻+50PF压敏;
对耳机等音频输入旌旗灯号能够接纳100欧电阻+压敏电阻;对TP旌旗灯号串连电阻不能太大不然影响TP的线性,能够接纳10欧电阻。固然电阻小了,低通滤波器结果已不了,但限流感化仍是很重要的。
5、增添接收回路
能够在敏感旌旗灯号附件增添地的漏铜,来接收静电。事理和避雷针道理一样。在旌旗灯号线上安排尖端放电点(火花隙)在盗窟手机设想中也常常操纵。
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