SCART连接器的ESD保护方案P.Merceron意法半导体公司ASD与分立器件应用与系统部静电放电(ESD)是电子设备在连接过程中出现的主要问题之一，它会引起许多器件失效，结果造成数百万美元的损失。由于器件的工艺尺寸现在缩小到1微米以下，ESD问题变得越来越突出。因此，必须采取有效的措施来保护设备中那些对ESD很敏感的元器件，这样才能够很方便地把设备连接起来，而且在设计阶段就要按照ESD标准提出的要求，考虑到设备应当具备有效和可靠的ESD保护措施。SCART连接器广泛用于消费类影像产品。本文旨在全面介绍SCART连接器使用的ESD保护技术，并介绍了在设计时必须遵循的规则，也讨论了性能优异的ESD保护器件。电子器件因ESD而引起的损坏ESD浪涌是变化很快的现象。产生ESD的原因有很多，其中包括人为的因素以及电磁环境。ESD现象的持续时间一般很短，从0.2毫微秒到200毫微秒。相比之下，常见的雷击现象的持续时间比较长，一般是几百毫秒。在插入SCART连接器时会出现静电放电现象，如图1所示。ESD的波形如图2所示。虽然它不是能量很大的浪涌，但是它的电压上升得很快，时间很短，会以不同的方式引起集成电路损坏或者功能不正常。这类ESD浪涌中有一种会引起内部起绝缘作用的氧化物介电层击穿而直接烧毁集成电路（图3）。这是一个进行得很快的过程，设备会立刻出现故障。还有一种ESD浪涌会造成集成电路内部出现锁死现象，导致功能失常。结果在正常工作时，在集成电路内部突然出现短路及其它不希望出现的现象，在传送数据时出现错误，或者出现短路这类故障，过了一段时间后，终于变成永久性的短路。图1在插入SCART连接器时出现的静电放电图2IEC61000-4-2标准规定的ESD浪涌波形图3在遭受静电放电浪涌后气化层出现击穿用于视频设备的ESD保护标准关于标准的基本概念对于一个系统或者设备，人们关心的ESD标准/出版物有以下三种类型：*产品系列标准*通用标准*已经发布的基本的EMC标准和技术报告产品系列标准规定了属于某一类型的产品所必须遵守的具体要求，例如"家用电气产品和便携式工具"、"ITE（信息技术设备）"或者"音频、视频、音像及专业人员使用的娱乐灯光控制设备"。通用标准是产品系列标准的一部份，它是关于在某个具体环境下工作但又没有专门的产品系列标准可循的那些产品所应当遵循的规定。这类标准规定了在这种环境下使用的产品或者系统必须遵循的主要要求以及测试方法。例如EN50081-1/2和EN50082-1/2是关于商用、住宅用以及轻工业环境下使用的设备必须承受的ESD及它们所产生的ESD的测试。已经发布的基本EMC标准和技术报告是指那些不是针对具体的产品系列、产品、系统或者有关安装的标准或者技术报告。其内容包括电磁现象的描述、各种级别的兼容性规范、对所产生电磁干扰的一般要求，有关承受干扰的测试级别及测试技术的建议。IEC61000-4-X系列标准是有关ESD的基本EMC标准，其中规定了产生用于进行测试的可重复电气信号的方法。产品系列标准和通用标准要求ESD测试按照IEC61000-4-2基本测试标准进行。按照IEC61000-4-2准进行ESD测试直接耦合法规定，对待测设备(EUT)直接放电时，可以采用"空气放电"方式，也可以采用"接触放电"方式。按照空气放电方式时，进行ESD放电的方法如下：模拟ESD的设备靠近待测设备产生火花。在"接触放电"方式中，模拟ESD的设备产生的输出直接与待测设备接触，形成ESD放电。在进行ESD测试时，通用的承受ESD标准和家用电气设备产品系列标准要求产品在经过测试后能够按照使用要求正常运作。产品的性能和功能不得低于制造商所规定的性能指标。在测试期间，允许性能有某些下降，如果实际的运作状况或者存储的数据没有任何变化的话。在任何情况下，产品必须是安全的。按照IEC61000-4-2标准ESD测试级别IEC61000-4-2标准规定了4个级别，如下面的表1所示。系统或者设备必须符合其中的某一个级别。每个级别都保证系统或者设备在规定的电压下可以成功地通过测试。表1IEC61000-4-2标准中关于接触放电及空气放电的四个级别。IEC61000-4-2級別測試電壓(kV)接觸放電空氣放電1222443684815SCART连接器及关于ESD保护的要求SCART连接器SCART端口连接器是在电视机、视像产品及机顶盒等设备中最广泛使用的一种连接器。这种有21个针脚的连接器传送的音频、视频及RGB信号是一些很不同的信号，它们需要不同类型的保护。下面的表2列出了SCART连接器上不同信号的AC电平、DC电平及阻抗。表2SCART连接器上输入/输出信号的电压及阻抗信號AC電平DC電平阻抗紅、緣、藍峰值至消隱：0…0.7V±3d