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| 技術(shù)文章 |
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| 如何實現(xiàn)高速電路中真實的ESD保護 |
| 點擊次數(shù)：3369 更新時間：2011-10-24 |
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科技的不斷進步，使得新技術(shù)、新材料等層出不窮，消費者也開始不單單滿足于‘有某樣產(chǎn)品’，而是轉(zhuǎn)向‘有某樣精密的產(chǎn)品’。如何在大同小異的先進工藝材料中脫穎而出，給數(shù)據(jù)傳輸速率日趨攀高的系統(tǒng)提供有效可靠的ESD安全保護？除了采用各項新興技術(shù)外，zui有效的方法可能莫過于在原有技術(shù)基礎(chǔ)上精益求精。
ESD簡言之就是電荷快速中和，電子工業(yè)每年花在這上面的費用都會超過幾十億美元。靜電的產(chǎn)生是由于相互摩擦，使得物質(zhì)表面獲得或失去電子，破壞掉原有的電荷平衡，讓物體帶上或正或負的靜電。此外，靜電電荷會不斷積累，直到造成電荷產(chǎn)生的作用停止、電荷被釋放或者達到足夠的強度可以擊穿周圍物質(zhì)為止。
由于在很小或者非常敏感的元器件上快速釋放電壓，釋放電流通常會非常之大，可能超過20安培，對設(shè)計為僅導(dǎo)通微安或毫安級電流的電路造成嚴重損害。
其實靜電的破壞不光光是存在于電路設(shè)計過程中，人與人之間通過接觸產(chǎn)生的電壓也是非常巨大的。當(dāng)你接觸到某樣物體有被電的感覺時，通過人體的瞬間電壓已經(jīng)超過2KV~4KV，人們通常能夠感覺到的電壓為5KV。此外，當(dāng)你在鋪有地毯的地板上行走時，瞬間產(chǎn)生的電壓很有可能會超過35KV。試想想當(dāng)如此高壓的電荷突然附加在某樣精密原件或者電路上，產(chǎn)生的后果不言而喻。
目前，針對ESD主要有3種模型，人體模型（HBM）,機械模型（MM），以及帶電模型（CDM），其中，HBM與MM又是各項安全測試中zui常見的參考標準。尤其是在每對差分數(shù)據(jù)傳輸速度已達每秒幾個Gb或以上的HDMI和DisplayPort接口而言，各項為了實現(xiàn)信號完整性和ESD保護的安全測試尤為重要。很多時候，為了達到IEC61000-4-2標準（針對HBM的標準），設(shè)計師往往需要使用額外的保護器件。
鑒于此，SEMTECH公司工程師介紹道，一個被保護元器件如果滿足IEC61000-4-2標準，這只能說明該元器件受到相應(yīng)的保護，不會在ESD沖擊中受到破壞。然而，如果該被保護元器件具有很高的鉗位電壓，那么這種保護就不復(fù)存在，一旦收到靜電沖擊，結(jié)果就是該原件受到相應(yīng)的保護，然而整個電路卻存在巨大的威脅。
所以，工程師在選擇額外的保護器件時，鉗位電壓是重要的考察標準之一。因為隨著鉗位電壓的增加，系統(tǒng)遭受瞬間或者潛伏危機的可能性也越大。相反，低的鉗位電壓則意味著被保護原件承受的壓力較小以及系統(tǒng)安全性的增加。
TVS二極管是精密電子設(shè)備防止瞬間大電壓影響的ESD保護原器件，它是一種在穩(wěn)壓管工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的能電路保護器件。當(dāng)TVS管兩端經(jīng)受瞬間的高能量沖擊時，它能以*的速度（zui高達1*１0-12秒）使其阻抗驟然降低，同時吸收大電流，將其兩端間的電壓箝位在一個預(yù)定的數(shù)值上，從而確保后面的電路元件免受瞬態(tài)高能量的沖擊而損壞。與普通二極管或者齊納二極管相比，具備更加更低的齊納擊穿電流，從而更加的保護整個電路。 |
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