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北京USB3.0接口ESD保護元件應(yīng)用

來源: 發(fā)布時間:2023-08-09

靜電的危害:對人體:在日常生活中,,由于環(huán)境干燥,、摩擦、穿戴化纖衣物等原因,,經(jīng)常導(dǎo)致身體產(chǎn)生靜電,,在與金屬接觸時,會產(chǎn)生疼痛感,,給人們帶來較大的心理壓力,。有研究表明,當人體長期處于靜電的輻射下時,,人會出現(xiàn)精神緊張、焦躁,、胸悶等不適癥狀,,影響正常的工作和生活。02對工業(yè):比如在加油站,,汽油屬于易燃液體,,當環(huán)境溫度升高或出現(xiàn)異常情況時,油品揮發(fā)出的可燃蒸汽與空氣就會形成性混合物,。一旦有火花出現(xiàn),,就可能發(fā)生火災(zāi),甚至,,而靜電放電時則恰恰能夠提供火花,。由此可見,,靜電作為能夠提供火花的一種點火源,且其隱蔽性,、潛在性,、隨機性和復(fù)雜性為油庫火災(zāi)或危害埋下了重大的安全隱患。硅基ESD保護器件的結(jié)電容與其芯片面積成正比關(guān)系,。北京USB3.0接口ESD保護元件應(yīng)用

現(xiàn)代通信技術(shù)和微電子技術(shù)推動半導(dǎo)體器件向微型化,、高頻高速、高集成度,、微功耗方向發(fā)展,,從而促進半導(dǎo)體材料和工藝的不斷更新。具有良好高頻特性的GaAsSiGeInGaPInP以及一些新型半導(dǎo)體化合物材料通常屬于ESD高敏感材料:高集成度芯片內(nèi)部的細引線,、小間距,、薄膜化使器件尺寸進一步縮小,氧化層進一步減薄,,導(dǎo)致器件抗ESD能力越來越低高速數(shù)字電路,、高頻模擬電路普遍使用的CMOS、HBT,、MESFET,、PHEMT、BiCMOS等工藝,,采這些工藝制作的器件明顯具有ESD高敏感特性,。IC中的線寬和間距越來越窄(從兒un到0.07m),電源電壓越來越低(從15V到15V),,IC抗ESD損壞的閾值電壓越來越低,。例如,現(xiàn)在通信設(shè)備中大量使用的高速CMOS和BiCMOS器件,,采用GaAsFETHBT和PHEMT工藝制作的RFIC和MMIC,,使用InGaP、InP材料制作的光器件,,高頻芯片中集成的MIM電容等,,它們的靜電敏感電壓都在數(shù)百伏,低達100V,,成為ESD高損傷率器件,。北京USB3.0接口ESD保護元件應(yīng)用高頻信號接口的ESD防護電路設(shè)計主要是致力于降低防護電路的并聯(lián)結(jié)電容和串聯(lián)電感。

對于ESD,,我們應(yīng)該如何進行一個選型呢,?ESD主要分為四類:TVS二極管、壓敏電阻,、MLCC,、ESD抑制器,,各個器件的應(yīng)用場景也不太一樣,我們**常用的esd器件就是tvs二極管了,。1)工作電壓選擇ESD器件應(yīng)該選擇系統(tǒng)工作電壓小于ESD器件的工作電壓(VRWM),,例如系統(tǒng)是0~5V,那么我們應(yīng)該選擇工作電壓(VRWM)大于5V的TVS,。2)信號類型單向ESD器件和雙向ESD器件的選擇,,雙向ESD器件可以通過正負擊穿電壓(VBR)的信號,而單向ESD器件只可以通過正擊穿電壓(VBR)的信號,,如果通過負的就會造成ESD器件擊穿,。3)寄生電容ESD器件是有寄生電容的,如圖是寄生電容對高速電路接口的影響,,寄生電容會影響電平的上升和下降速度,,影響輸出后的信號。4)根據(jù)電路系統(tǒng)的比較大承受電壓沖擊,,選擇適合的鉗位電壓,;5)確保ESD器件可達到或超過IEC61000-4-2level4。

現(xiàn)行的 IEC61000—4—2標準規(guī)定 的測試方法和實驗平 臺仍存在一定局限性,,需進一步研究 和改進 ,。ESD協(xié) 會 WG14、ANSIC63.16和 IECSC77BWG9等標準化 國際組織都在努力提高靜電放 電抗擾度測試 的一致性,,對現(xiàn)有標準展 開***的討論和完善 ,。但是我國相關(guān)領(lǐng)域 的工作開展不多。現(xiàn)行的 ESD抗擾度實驗標準是沿用原 IEC標準,,對標準的制定和修改工作沒有與國際接軌 ,,從而在 ESD抗擾度測試方面仍然落后于西方發(fā)達國家。我過也在積極的開展研究靜電放電測試方面的相關(guān)標準,,成立了各項標準委員會,。典型的機器模型對小電阻放電的波形, 峰值電流可達幾百安培,持續(xù)時間決定于放電通路的電感為幾百納秒,。

靜電可吸附空氣中很多的浮塵并且通電性越大,、吸附浮塵的數(shù)目就越大,而浮塵中通常帶有很多種有毒物質(zhì)和病原菌,,輕則刺激性肌膚,危害肌膚的光澤度和鮮嫩,,重則使肌膚起癍長瘡,,更明顯的還會繼續(xù)引起慢性***和心率失常等病癥。靜電造成主要是與衣著相關(guān),,化學(xué)纖維類服飾摩擦?xí)吧姟?。干燥的時節(jié),,這類慢慢累積上去的靜電工作電壓超出3000伏時,便會造成“打架”狀況,,充放電時可聽見“嘩啦啦”的響聲,,摸電導(dǎo)體的手覺得麻痛。人的身上的靜電盡管工作電壓很高,,但電流量不大,,不容易發(fā)生相近“觸電事故”的風(fēng)險。ESD靜電保護元件在選型時應(yīng)注意其封裝,,電容,,靜電防護等級等參數(shù)。山東貼片ESD保護元件廠家

ESD靜電保護元件一般為硅基材料器件,,相應(yīng)速度可做到ps級,。北京USB3.0接口ESD保護元件應(yīng)用

高頻接口ESD防護電路的綜合設(shè)計法根據(jù)高頻電路的信號特征和ESD防護要求靈活選用各種防護器件、以及各種防護電路的組合形成防護效果好且高頻性能好的ESD防護電路,。如TVS,、開關(guān)二極管、R/L/C等元件以及二極管串并聯(lián),、匹配設(shè)計,、濾波、隔離,、衰減等措施可以同時使用在同一防護電路中,,通過靈活的選擇搭配,并有效利用高頻電路的匹配手段設(shè)計***的防護電路,。如圖4,,電感!和TVS并聯(lián)在輸入端具有較好的ESD防護效果,其并聯(lián)諧振的高阻特性改善了端口的駐波性能,,隔離電容和電阻衰減器也能起到ESD防護和改善駐波的作用,。北京USB3.0接口ESD保護元件應(yīng)用

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