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19925349843ESD(Electro-Static discharge)為靜電放電,物體之間接觸、摩擦?xí)茐脑瓉淼碾姾善胶?,電荷?huì)聚集在某個(gè)區(qū)域,如果忽然接觸其它物體表面,電荷會(huì)瞬間釋放,產(chǎn)生巨大的電流。這一現(xiàn)象就叫做靜電放電。秋冬時(shí),手容易攜帶靜電,接觸電路板時(shí),可能造成電路板被破壞。損壞的機(jī)理有兩種。
(1)ESD電流過大,器件瞬間產(chǎn)生大量的熱,損壞器件本身。
(2)ESD電壓過大,能夠擊穿絕緣材料,就像閃電擊穿空氣一樣。同樣產(chǎn)生較大的電流,造成器件的熱失效。
防止靜電損壞器件是硬件工程師很重要的一部分工作,常采用的措施有如下幾種。
(1)添加熱敏電阻。當(dāng)電源入口遭受靜電時(shí),熱敏電阻有電流流過,產(chǎn)生熱量。熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而降低,所以靜態(tài)電流通過熱敏電阻流向地,以保護(hù)后級(jí)電路。
(2)添加壓敏電阻。該類電阻在遭受靜電高壓時(shí),電阻值會(huì)迅速降低,為靜電提供了一個(gè)低阻抗路徑,保護(hù)了后級(jí)電路。
(3)添加ESD防護(hù)器件。利用了二極管雪崩擊穿原理。在ESD二極管反向遭受靜電時(shí),發(fā)生雪崩擊穿,ESD二極管的電阻迅速下降,為靜電提供了一個(gè)低阻抗路徑。
(4)添加TVS防護(hù)器件。與ESD二極管工作原理類似。但TVS管與ESD管存在一些區(qū)別。TVS管能夠承受的雪崩擊穿能量高,所以一般情況下,TVS管一般放置在一級(jí)電源入口,而ESD管放置在二級(jí)電源入口。TVS管反向結(jié)電容比ESD管反向結(jié)電容小,所以TVS管對高速信號(hào)影響較大。在選擇TVS管時(shí),還需要參考信號(hào)速率,選擇TVS管。
(5)很多芯片自帶ESD保護(hù),但是耐壓值不高,只能對芯片內(nèi)部進(jìn)行基本的保護(hù)。面對高壓,不能起到保護(hù)作用。