ESD保護(hù)電路概況及其電路設(shè)計(jì)(2)

　　2 ESD 保護(hù)電路

　　ESD 的產(chǎn)生是當(dāng)兩個(gè)物體碰撞或分離時(shí)即靜態(tài)電荷從一個(gè)物體移動(dòng)到另一個(gè)物體所以ESD最有效的保護(hù)是介質(zhì)隔離是用絕緣介質(zhì)把內(nèi)部電路和外界隔離開1mm 厚的普通塑料如PVC 聚酯或ABS 能夠保護(hù)8KV 的ESD 但是實(shí)際的介質(zhì)不可能沒有間隙和接縫所以材料的蠕變和間隙距離非常重要LCD顯示屏觸摸屏等都有很厚的邊角12mm 隔離內(nèi)部電路。

　　ESD 保護(hù)的第二個(gè)有效方法是屏蔽防止大的ESD 電流沖擊內(nèi)部電路ESD 沖擊金屬屏蔽外殼時(shí)最初幾毫秒會(huì)比保護(hù)地電壓高出許多屏蔽外殼電壓會(huì)隨著ESD電荷的轉(zhuǎn)移而下降所以最初的幾毫秒內(nèi)會(huì)對(duì)內(nèi)部電路產(chǎn)生二次ESD沖擊所以僅僅使用外部屏蔽是不夠的而要把內(nèi)部電路與屏蔽外殼共地或者把內(nèi)部電路進(jìn)行介質(zhì)隔離電氣隔離也是一種抑制ESD 沖擊的有效方法PCB 板上安裝光耦和變壓器雖然不能完全消除ESD的沖擊但是結(jié)合介質(zhì)隔離和屏蔽可以很好的抑制EDS沖擊光耦和變壓器尤其適合電源部分信號(hào)通路最好的隔離是光纖無線和紅外線方式信號(hào)通路上的另一種保護(hù)方法是在每條信號(hào)線上外加阻容元件串聯(lián)電阻能夠限制尖峰電流并聯(lián)到地的電容則能限制瞬間的尖峰電壓這樣做的成本低但是防護(hù)能力有限ESD的破壞力在一定程度上得到抑制但依然存在因?yàn)樽枞菰⒉荒芙档图夥咫妷旱姆逯祪H僅是減少了電壓上升的斜率而且阻容元件還會(huì)引起信號(hào)失真以致限制了通訊電纜的長(zhǎng)度和通訊速率外接的電阻/電容也增加了電路板面積。

　　另一種廣泛使用的技術(shù)是外加電壓瞬變抑制器或TransZorb?二極管這種防護(hù)非常有效，但仍有一些缺點(diǎn)外加器件仍會(huì)增加電路板面積防護(hù)器件的電容效應(yīng)會(huì)增加信號(hào)線的等效電容成本較高TransZorb?二極管價(jià)格較貴大約25 美分/每個(gè)典型的3 發(fā)/5

　　收的COM 端口需要8 個(gè)TransZorb?二極管費(fèi)用高達(dá)$2一種有效的方法是采用內(nèi)部集成ESD 防護(hù)功能的串行接口器件這種器件比普通無防護(hù)功能的器件價(jià)格要貴但增加的費(fèi)用比起外加防護(hù)二極管的費(fèi)用要低內(nèi)部集成的ESD，防護(hù)電路不會(huì)增加任何輸入輸出管腳的等效電容也節(jié)省了電路板面積MAXIM公司近幾年發(fā)展了享有專利的集成ESD防護(hù)技術(shù)并可提供全系列的ESD防護(hù)串行接口器件包括與標(biāo)準(zhǔn)器件完全兼容的產(chǎn)品MAXIM公司還將同樣的技術(shù)應(yīng)用到模擬開關(guān)和開關(guān)去抖產(chǎn)品中所有這些器件的ESD 防護(hù)能力都符合15kV IEC1000-4-2 氣隙放電8kVIEC1000-4-2 接觸放電15kV人體模型HBM 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)下表是MAXIM公司具有抗靜電功能的器件。

　　3 MAXIM 公司的ESD 保護(hù)技術(shù)

　　歐洲共同體所規(guī)定的ESD 保護(hù)有其嚴(yán)格的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

　　對(duì)于正常工作方式下ESD 結(jié)構(gòu)必須完全透明

　　ESD 過程中不能發(fā)生閉鎖現(xiàn)象

　　必須通過所有相關(guān)ESD 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

　　15kV ESD 人體模式測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

　　8kV ESD IEC 1000-4-2 接觸放電模式測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

　　15kV ESD IEC 1000-4-2 空氣間隙放電模式測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

　　4kV ESD IEC 1000-4-4 電氣快速瞬變/猝發(fā)模式測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

　　其中IEC 1000-4-2 與15kV 人體模式測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)之間的主要差別在于峰值電流相同電壓下IEC 1000-4-2 沖擊的吸收電流要比人體模式高出5 倍以上4kV ESD IEC 1000-4-4電氣快速瞬變/猝發(fā)模式測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是模擬產(chǎn)生開關(guān)和繼電器的電弧放電結(jié)果MAXIM 器件可提供4kV 的保護(hù)兩倍于IEC 1000-4-4 標(biāo)準(zhǔn)的2kV 指標(biāo)。