电子厂esd静电防护知识 (esd静电防护图)

应用电路

双向 ESD 防护器件一般是对称的(图1)。它们既可以用于传输双极性信号的信号线 (-VWM ≤ Vsignal ≤ VWM),也适用于单极性信号 (0 ≤ Vsignal ≤ VWM)。

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单向 ESD 防护器件是非对称的(图2),一般只用于单极性信号线 (0 ≤ Vsignal ≤ VWM)。实际中,类似于齐纳二极管,它们反向用在电路中。行业的惯例是将电压和电流的方向 指定为正方向,例如应用中的电压。

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ESD二极管特性类别

一般将ESD二极管根据其Vc的表现分为三类器件,具体参考以下表格。

I-V 特性类型

特点和好处

最佳适用于

类似二极管型

  1. 特性简单,易于使用
  2. 良好的防护性能
  3. 低电压过冲,响应快速
  1. 需要快速响应的应用
  2. 多用途和低速率的应用:按键、开关、音频接口、GPIO、触摸屏……

适度回扫型

  1. 改善了的防护性能(Vcl)
  2. 可实现低电容(CL)
  3. VWM与Vcl之间的极好平衡

除了与类似二极管型相同的应用,还适用于

  1. 高速率I/O和射频应用

超强回扫型

  1. 最佳的防护性能(Vcl)
  2. 可实现低电容(CL)
  • 具有极其严格Vcl要求的应用:高数据传输速率的应用,LVDS

采用纳米级别芯片技术的超精密结构SoC 的I/O

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ESD电性参数说明

以下是TVS二极管的各种参数表示和说明,分为静态参数和动态参数。

  1. 静态参数

CL – 寄生电容 – 对高速和射频应用非常重要,对通用和低速应用而言较为次要。

Vrwm – 最高工作电压– 必须大于或等于被保护导线上的信号在指定的操作期间的最高电压(参见图6)。常见防护器件的VrWM一般与系统标准以及I/O电压(VIO、Vbus)相匹配,例如2.1 V、3.3 V、5 V。

Vbr – 击穿电压 – 在指定的测试电流It下测量得到。

Vtr – 触发电压 – 在器件开启(触发)并回摆到Vh的最大电压。对于回摆型器件,Vtr比Vbr略高。Vtr是通过设计验证的。

IL – 漏电流 – 器件工作在VrWM时,流经器件的电流。

Rdyn – 动态电阻 – 描述器件在传导ESD时I-V特性的陡度 3)。Rdyn的值越低,相对应的防护性能越好,也可以用来预测器件手册中未给出的在不同冲击级别(ITLP)时的Vcl值。

  1. 动态参数

Vcl – 嵌位 电压 – 对防护性能最为重要的指标。 对于给定的冲击级别(ITLP 、IPP)),

Vcl 必须低于IC的失效电压(规格书),否则越低越好。

Ipp 最大瞬间电流-是防护能力的重要指标,也称浪涌电流,参考IEC61000-4-5,该值越大,器件的鲁棒性更好。

Vesd 静电防护能力-器件按照标准IEC61000-4-2设定条件下,可以承受的静电能力。

动态指标需要在动态测试中获得。

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几个典型的静电保护设计电路

USB2.0保护电路

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HDMI2.0保护电路

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RS485浪涌保护电路

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