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北京USB3.0接口ESD保護元件應用

來源: 發布時間:2023-08-09

靜電的危害:對人體:在日常生活中,由于環境干燥、摩擦、穿戴化纖衣物等原因,經常導致身體產生靜電,在與金屬接觸時,會產生疼痛感,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:比如在加油站,汽油屬于易燃液體,當環境溫度升高或出現異常情況時,油品揮發出的可燃蒸汽與空氣就會形成性混合物。一旦有火花出現,就可能發生火災,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、隨機性和復雜性為油庫火災或危害埋下了重大的安全隱患。硅基ESD保護器件的結電容與其芯片面積成正比關系。北京USB3.0接口ESD保護元件應用

現代通信技術和微電子技術推動半導體器件向微型化、高頻高速、高集成度、微功耗方向發展,從而促進半導體材料和工藝的不斷更新。具有良好高頻特性的GaAsSiGeInGaPInP以及一些新型半導體化合物材料通常屬于ESD高敏感材料:高集成度芯片內部的細引線、小間距、薄膜化使器件尺寸進一步縮小,氧化層進一步減薄,導致器件抗ESD能力越來越低高速數字電路、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,現在通信設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保護元件應用高頻信號接口的ESD防護電路設計主要是致力于降低防護電路的并聯結電容和串聯電感。

對于ESD,我們應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器件應該選擇系統工作電壓小于ESD器件的工作電壓(VRWM),例如系統是0~5V,那么我們應該選擇工作電壓(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)根據電路系統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。

現行的 IEC61000—4—2標準規定 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 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,對現有標準展 開***的討論和完善 。但是我國相關領域 的工作開展不多。現行的 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、吸附浮塵的數目就越大,而浮塵中通常帶有很多種有毒物質和病原菌,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,更明顯的還會繼續引起慢性***和心率失常等病癥。靜電造成主要是與衣著相關,化學纖維類服飾摩擦會“生電”。干燥的時節,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,不容易發生相近“觸電事故”的風險。ESD靜電保護元件在選型時應注意其封裝,電容,靜電防護等級等參數。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,相應速度可做到ps級。北京USB3.0接口ESD保護元件應用

高頻接口ESD防護電路的綜合設計法根據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、開關二極管、R/L/C等元件以及二極管串并聯、匹配設計、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計***的防護電路。如圖4,電感!和TVS并聯在輸入端具有較好的ESD防護效果,其并聯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保護元件應用

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