高速电路的ESD保护技巧

    静电放电(ESD)会给电子器件环境会带来破坏性后果。许多新型消费电子器件能执行快速IEEE-1394/1394b数据转换协议要求低电容ESD抑制器，聚合物ESD抑制器带来信号失真比硅二极管器件保护Firewire端口产生更少。
    通常情况下，来自人体某个部分放电将给给不同材料充电，随后传递到附着在电子器件导电触点。这将造成IC损坏，并有理由指责终端用户器件制造商。 这个问题非常严重，以至于欧盟已经为任何在经济区销售商品制定了特殊ESD抑制标准。现在设计工程师必须为当今更敏感半导体提供有效ESD保护。不幸地是，这项任务经常遵循事后回想设计原则：首先搭建没有额外过压瞬间抑制电路，依靠板上IC来进行保护。如果测试能显示在原型阶段灵敏度，那么就加上保护器件。如果这种方法被采用来满足当今更低放大电压，增加频率和更低噪声要求话，整个设计必须最优并是集成。在末端增加保护可能非常昂贵，或由于时间限制而不切实际。
    通常，ESD事件是由根据充电过程类型和瞬态电泳严重程度三种主要ESD算法描述：人体模型(HBM)、充电器件模型(CDM)和机器模型(MM)。这些模型定义了瞬变效应类型，因此设计工程师们就可以定义明确半导体过压芯片瞬变等级灵敏度，以及芯片及装配产品测试规程。利用这些模型，电路设计工程师可以测试芯片和产品ESD保护效率相一致，而且可以定量地与可选方案进行比较。
    明显瞬间电压威胁和能量等级不同存在于两个模型之中。于是设计工程师可以使测试过程适合他们所期望具体应用。电路设计工程师已经正在通过一定数量瞬间电压抑制器(TVS)器件增加保护。ESD抑制器件也有着其自身优缺点，随着新一代高速电路出现，一些缺点被放大了。一些器件可保护电路，但在仅几次电流脉冲和/或陷入进入低阻(短路)状态后就老化了，形成电路到地大电电流通道。这点对由电池驱动器件来说是致命。每个器件有其自身差异。气体放电管可通过大电流，但是响应速度很慢。它们也会老化且不能恢复。MOV能为高速电路提供相对缓慢导通响应。硅二极管触发响应速度非常快，导通电压低，但它们像MOVS和其他器件一样，电容比较高，从而影响高速信号。
    有效ESD抑制器应为设计工程师提供主要好处和特点主要有具有成本效益；保护新型消费电子音频和视频I/O线路以及RF连接端口，而无需牺牲性能； 保护新型通信连接硬件； 在很广工作频率范围内具有稳定器件特性；在工作频率为数GHz超宽带电路中采用1pF以下电容；在关状态条件下漏电流最小，以减小噪音；降低由ESD抑制器元件引起工作电路信号失真和减衰；为提供有效保护，触发和箝位特性要与电路器件要求一致；具有所需装配特性、外形因子和PCB封装，便于用在高速自动装配生产线上；在各种可选择器件中，最好是在无需改变电路板情况下具有高互换性；在产品使用寿命期间可靠性高。

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