ESD电路保护:高功用处理器、FPGA或片上体系IC是任何给定电路板中最有价值的有些。有必要供给满足的维护,以防止如静电放电(ESD)等事情损坏其内部电路。
安能的规划笔记评论了最新一代IC所面对的ESD要挟,解说了定义ESD维护器材的功用的要害参数,并说明晰怎么改进维护,且不影响芯片的功用。
每一代新的集成电路都供给了增强的功用,如更快的数据速率、更小的尺度,或更低的功耗。这些改进能够使用新IC的功用优势完成立异性和更高功用的使用。可是,这些优势也带来一个潜在的圈套:新一代IC与过去商品相比都对ESD愈加灵敏。
在如MCU和DSP等器材的情况下,ESD要挟会经过一些显露的接口引脚进入。关于初级或入门级器材,这些接口引脚包括UART和I2C等基本I/O。关于高档器材,包括USB、CAN和LIN等接口。ESD维护解决方案需求与特定接口的作业电压和电容进行和谐。在高速总线情况下电容是格外重要的,由于有必要防止对信号完整性的任何晦气影响。
关于IC制造商和使用开发商来说,走运的是,根据半导体的电路板级ESD维护元件供给商会全力改进这些解决方案。如Littelfuse公司不断投资开发新的工艺,改进他们的维护商品。一些要害的近期开发如下:
较低的钳位电压可增强对灵敏IC的维护
在ESD事情中,ESD维护器材的首要作业是尽可能多地搬运和消散ESD瞬变中包括的能量。操控这种才能的特性通常称为“动态电阻”。经过减小动态电阻,ESD维护器材带着的浪涌电流远远大于所维护的电路。这种办法可减小集成电路上的残压,并保证它不会损坏。例如,Littelfuse的SP3014系列TVS二极管阵列具有低于0.1Ω的动态电阻,可供给最好的功用。
低电容可防止对高速数据传输的搅扰
虽然电路维护是ESD维护器材的首要意图,但它完成电路维护的一起也不能搅扰被维护电路的平时功用。例如,在一个RF接口(如蓝牙?或ZigBee?接口),或有线端口(如USB 2.0)上,ESD维护器材不能引起数据信号强度的失真或丢失。为保证信号完整性,ESD维护器材的电容有必要尽量减小,且不能降低维护等级。TVS二极管具有0.35pF的电容值,然后保证其不影响高速信号。
更小的外形尺度可习惯有限的电路板空间
不管维护器材的功用多好,假如它不能安装到它需求维护的使用中,则无法供给价值。
例如,智能手表或腕带等可穿戴设备将持续变得更薄和更小,并终究能够直接植入到衣物中。因而,电路板上可用于任何ESD维护电路的空间都很有限。当断定新的电路板规划时,分立二极管能够为规划人员供给超卓的灵活性。01005封装,可尽量减小占用面积。
因而,虽然即将推出的MCU和DSP将持续增强其本身功用以及新使用的功用,它们也对有必要保证任何新IC都能够履行其规定使命并供给耐久可靠性的规划人员提出了应战。ESD维护器材制造商将不断尽力,为这些器材供给维护,且不搅扰它们的核心功用。