国际电工委员会(Internationa1日ectrotechnicalCommission,IEC)制定了测试标准IEC61000-4-2来评价电子设备的ESD抗扰度等级。但人们在研究静电放电的危害时,主要关心的是静电放电产生的注入电流对电火工品、电子器件、电子设备及其他一些静电敏感系统的危害,忽视了静电放电的电磁脉冲效应,直到20世纪90年代初Wilson才***提出ESD过程中产生的辐射场影响。IEC61000-4-2标准虽几经修改,规范了ESD模拟器对水平耦合板和垂直耦合板的放电方式,但没有关于ESD辐射场的明确规定,对ESD模拟器也*规定了放电电流的典型波形和4个关键点参数。通常被测设备(equip—mentundertest,EUT)是易受电磁场影响的。许多学者在实际测试时发现,由于ESD模拟器内部继电器与接地回路等因素的影响,符合IEC61000-4-2标准要求的不同END模拟器所得测试结果并不相同。国际上习惯将用于静电防护的器材统称为ESD,中文名称为静电阻抗器。重庆以太网接口ESD保护元件电容
ESD静电的来源,在电子制造业中,静电的来源是多方面的,如人体、塑料制品、有关的仪器设备以及电子元器件本身。人体是**重要的静电源,这主要有三个方面的原因:1、人体接触面广,活动范围大,很容易与带有静电荷的物体接触或摩擦而带电,同时也有许多机会将人体自身所带的电荷转移到器件上或者通过器件放电;2、人体与大地之间的电容低,约为50一250pF,典型值为150PF,故少量的人体静电荷即可导致很高的静电势;3、人体的电阻较低,相当于良导体,如手到脚之间的电阻只有几百欧姆,手指产生的接触电阻为几千至几十千欧姆,故人体处于静电场中也容易感应起电,而且人体某一部分带电即可造成全身带电。江西天线接口ESD保护元件电压SCR器件是除正向Diode外抗ESD能力**强的器件。
高频接口ESD防护电路的综合设计法根据高频电路的信号特征和ESD防护要求灵活选用各种防护器件、以及各种防护电路的组合形成防护效果好且高频性能好的ESD防护电路。如TVS、开关二极管、R/L/C等元件以及二极管串并联、匹配设计、滤波、隔离、衰减等措施可以同时使用在同一防护电路中,通过灵活的选择搭配,并有效利用高频电路的匹配手段设计***的防护电路。如图4,电感!和TVS并联在输入端具有较好的ESD防护效果,其并联谐振的高阻特性改善了端口的驻波性能,隔离电容和电阻衰减器也能起到ESD防护和改善驻波的作用。
在高频高速信号电路中,电路的特征阻抗较低,分布电容和分布电感对电路的阻抗匹配、信号质量会产生较大的影响,这要求设计的ESD防护电路具有很小的寄生参数,对信号质量和阻抗匹配产生**小的影响,即要保证高频信号尽量无损失地通过防护电路,同时ESD防护电路要对宽频谱的ESD信号具有较好的吸收和衰减性能,阻止ESD脉冲进入被保护电路。在中低频IC内部的I/O端口都可以设计ESD防护电路以提高器件的抗ESD能力,但是射频器件和高速数字IC内部的I/0端口一般无法直接设计ESD防护电路,因为防护电路的寄生参数(主要是结电容)将影响I/0端口的阻抗匹配、改变器件的频响特性。ESD放电具有高频、快速放电特性,对防护器件的响应速度要求较高。
对于ESD,我们应该如何进行一个选型呢?ESD主要分为四类:TVS二极管、压敏电阻、MLCC、ESD抑制器,各个器件的应用场景也不太一样,我们**常用的esd器件就是tvs二极管了。1)工作电压选择ESD器件应该选择系统工作电压小于ESD器件的工作电压(VRWM),例如系统是0~5V,那么我们应该选择工作电压(VRWM)大于5V的TVS。2)信号类型单向ESD器件和双向ESD器件的选择,双向ESD器件可以通过正负击穿电压(VBR)的信号,而单向ESD器件只可以通过正击穿电压(VBR)的信号,如果通过负的就会造成ESD器件击穿。3)寄生电容ESD器件是有寄生电容的,如图是寄生电容对高速电路接口的影响,寄生电容会影响电平的上升和下降速度,影响输出后的信号。4)根据电路系统的比较大承受电压冲击,选择适合的钳位电压;5)确保ESD器件可达到或超过IEC61000-4-2level4。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。湖南耳机接口ESD保护元件应用
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。重庆以太网接口ESD保护元件电容
高频接口的ESD防护电路设计方法,接口的ESDS要求和ESSD选择,通信产品内部接口的静电放电风险主要是在产品及其部件的组装和测试过程,当制造环境和测试策略进行适当的防静电控制后,ESD风险能够得到一定程度的降低,但是实际经验表明,这些内部接口的静电放电敏感度(ESDS)仍然需要达到+2000V以上才是比较安全的。通信产品外部接口的ESD风险不仅存在于产品及其部件的组装和测试过程,更主要的是用户的使用过程,实际经验表明,这些外部接口的ESDS需要达到+4000V以上时才能有效防止接口器件被ESD损坏。为了提高接口的抗静电能力,用于高频接口的静电敏感器件(ESSD)应选用防静电能力强的器件,并需要同时考虑接口器件静电敏感度的人体模式(HBM)、机器模式(MM)和器件充电模式(CDM)参数。一般HBM参数应不低于500V,CDM和MM参数应不低工200V。重庆以太网接口ESD保护元件电容
静电干扰电流的放电路径主要有两条:一条通过外壳流向大地(大部分电流);另一条通过内部PCB流向大地(小部分)。静电放电电流属于高频信号,集肤效应及金属外壳的低阻抗特性(测试中检查了金属外壳的搭接性能,确认良好,如果搭接不好,也将引起额外的干扰,如案例“静电放电十扰是如何引起的”中描述的那样)使得大部分的静电放电干扰电流会从金属外壳流人大地。既然大部分的静电放电干扰电流已经通过金属外壳流人大地,那为什么还会出现ADC的异常工作呢?ADC电路的设计肯定存在较薄弱的环节。检查电路发现,ADC存在模拟地和数字地,电路设计时为了使数字电路部分的干扰不影响模拟电路部分,在数字地和模拟地之问跨接了磁珠进行隔...