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如何区分ESD静电阻抗器的好坏?

发布时间:2012-11-11 责任编辑:easonxu

【导读】目前市面上已经存在多种ESD?;て骷?,但最常用的可分成三大类:聚合体、压敏电阻/抑制器和二极管。选择合适的ESD?;て骷?,最大的难点在于如何最容易地明确哪种器件可以提供最大的保护。


系统供应商一般是通过数据手册上的ESD额定值(或标称值)来比较ESD?;て骷暮没怠J率瞪?,从这些额定值根本看不出器件?;は低车哪芰τ卸嗲?,关键取决于其它二极管参数。

除了?;て骷腅SD标称值外,电压值(箝位电压)和ASIC端有多大电流(剩余电流)也是关键因素。ESD保护器件功能是通过将大部分电流短路到地并将ASIC端的电压“箝位”到低于脉冲电压的值来实现的。
 
确定箝位电压和剩余电流不是一项很容易的任务。在大多数ESD?;な菔植嶂幸玫捏槲坏缪梗ㄈ绻植嶂邪ㄕ馓跣畔ⅲ┖苋菀兹萌瞬蠼狻6菔植嶂写永疵挥惺S嗟缌髡庖幌?,因为它与系统版图有关,与器件本身无关。而作为替代参数的?;さ缏返亩缱?Rdyn)则有助于比较器件,因为具有较低电阻的器件可以分流较大比例的电流。遗憾的是,这个动态电阻值在?;て骷氖菔植嶂型ǔR膊患儆?。

聚合体器件

虽然聚合体器件对高频应用来说相当有吸引力,因为它们的亚皮法电容值只有0.05~1.0pF,但这么低的电容也会带来一些略微的副作用。与二极管不同的是,聚合体器件要求端电压达到触发电压时才击穿,而这个触发电压要比箝位电压高出许多。典型的聚合体ESD器件在500V之前是不会击穿的。一旦击穿后它就会迅速跳到最高达150V的箝位电压,当电荷释放掉后,聚合体将返回高阻状态。不过这一过程可能要花数小时甚至一天的时间,因此它们对消费类应用来说没有吸引力。这些器件在制造中很难精确表征,其数据手册通常只包含典型参数值,而不提供最小和最大保证值。另外,由于它们在物理上是属于柔性器件,因此它们的性能会随着遭受ESD脉冲数量的增加而下降。

压敏电阻和抑制器

压敏电阻和抑制器是非线性的可变电阻。虽然它们相对来说不贵,但抑制器通常具有高触发电压、高箝位电压和高阻抗特性,从而使得大多数能量会到达受?;さ钠骷皇欠至鞯降?。典型的低电容抑制器的箝位电压范围在150~500V。低电容抑制器的典型动态电阻是20~40Ω。由于其高阻抗特性,几乎所有ESD冲击电流都会传递到“受?;?rdquo;器件而不是分流到地。

半导体二极管

另外一种ESD?;し椒ㄊ遣捎冒氲继宥?。ESD?;ざ鼙槐碚魑腕槲坏缪?、低阻抗、快速导通时间和更好的可靠性。通常半导体二极管可以提供最好的ESD保护,而且现在的二极管已经可以做到1pF的等效电容,因此已经成为可靠的ESD?;ず土己玫男藕磐暾缘淖罴蜒≡?。

ESD静电?;ぴ治?br />
任何保护元件在正常工作期间必须作为高阻抗电路出现在受?;さ氖淙攵?。它所施加的电容负载必须尽可能的小,使得对正常的输入信号几乎没有影响。然而,在过压的瞬间,同一器件必须成为能量的主要通路,把能量从被?;て骷氖淙攵俗瞥鋈?。此外,?;て骷陌踩╯tanding-off)电压必须高于受保护端所允许的最大信号电压。同样,其箝位电压必须低到足以防止所?;さ钠骷馐芩鸹?,这是由于在瞬态发生期间,输入端上的电压将是保护器件的箝位电压。

我们常常会看到介绍ESD静电?;て?、ESD静电阻抗器、ESD静电释放器、贴片压敏电阻等产品,但其实?;て骷罟丶牟慰枷凳Ω檬窍旅嫒睿?br />
1. 快速响应时间
2. 低箝位电压
3. 高电流浪涌承受能力

无论产品被介绍得多么优异,在选择ESD静电?;ぴ?,仍应该细致地做好实际的对比,以及运用IEC61000-4-2测试来做验证。目前行业惯例是根据8us上升时间和20us持续时间的脉冲公布箝位电压的,而真正的ESD脉冲应该是1ns上升时间和60ns的持续时间。
 

 

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