静电放电现象ESD保护(bǎohù)技术8.1静电(jìngdiàn)放电现象1.静电(jìngdiàn)放电-ESD(ElectrostaticDischarge)材料ESD是一个上升时间可以(kěyǐ)小于1ns甚至几百个ps的非常快的过程。它可以(kěyǐ)产生几十kv/m甚至更大电磁脉冲。频谱从DC到几GHz。ESD对电子器件和高速电子设备不但有破坏作用，也有非常强的EMI。芯片的输入电阻Ri为6kΩ，正常(zhèngcháng)工作的数字信号幅度为3.3V，宽度为2ns，静电(jìngdiàn)放电产生的电磁场ESD能量传播有两种方式：放电电流通过导体传播激励一定频谱宽度(kuāndù)的脉冲能量在空间传播如果一个元件的两个针脚或更多针脚之间的电压超过元件介质的击穿强度，就会对元件造成损坏。这是MOS器件出现故障最主要的原因。静电放电脉冲的能量可以产生(chǎnshēng)局部地方发热被直接通过敏感电路的ESD电流损坏或摧毁。这种损坏由于ESD电流直接进入元件管脚，通常导致永久损坏。被流过接地回路的ESD电流损坏或摧毁。通常大部分的电路设计者，都认为接地回路是低阻抗的，由于接地回路的抖动，实际上它不是低阻抗的，结果就是经常摧毁电路。而且地的抖动，也会造成(zàochénɡ)CMOS电路的LATCH-UP.被电磁场耦合损坏。这种影响通常不会造成(zàochénɡ)电路摧毁，因为通常只是一小部分ESD能量被耦合到敏感电路。被预先放电的电场损坏。这种损坏模式不象其他几种模式那么普遍，它通常在非常敏感和高阻抗的模拟电路中看到。8.2ESD保护(bǎohù)技术防止静电荷的产生和积累，彻底消除静电放电发生(fāshēng)；使物体表面绝缘，防止静电放电发生(fāshēng)；控制静电放电的路径，阻隔ESD效应的发生(fāshēng)，避免对电路的影响。（1）火花缝：它是由两个尖角距离(jùlí)为6到10mils的面对面三角形构成。其中一个三角形接到0V地平面上，另一个接到每一个信号线上。这种火花缝通常ESD事件反应较慢，而且提供的保护也是最小的。如下图所示：（2）放置高电压电容用耐压至少为1.5kV的圆盘状的陶瓷电容，放在I/O连接器的最靠近位置。如果电容耐压太低，就会在ESD事件初次(chūcì)发生时被毁坏。（3）专用ESD抑制元件采用专为瞬时电压抑制而设计的半导体元件。（4）LC滤波器采用低通LC滤波器，阻止高频ESD能量进入系统。电感对脉冲呈高阻抗特性，从而衰减非脉冲能量进入系统。电容被放在电感的输入端，而不是电感的输出端或I/O端。3.PCB静电(jìngdiàn)防护设计PCB上下(shàngxià)两层采用大面积敷铜并多点接地。电缆穿过铁氧体环可以大大减小ESD电流，也可减小EMI辐射。多层PCB比双层PCB的防非直击ESD性能改善10到100倍。回路面积尽可能小，包括信号回路和电源回路。ESD电流产生磁影响。在功能板顶层和底层上设计3.2mm的印制线防护环，防护环不能与其它电路连接。走信号线靠近低阻抗0V参考(cānkǎo)地面如图示：注意环流所在的环路(huánlù)面积。其中包括元件、I/O连接器、元件/电源面之间的距离。减小环路(huánlù)面积的方法：在ESD敏感元件和其它(qítā)功能区之间，加入保护带或隔离带。将所有机壳的地都接到地阻抗。采用齐纳二极管（稳压二极管）或ESD抑制元件来提供瞬时保护。地的瞬时保护设备应接到机壳地，而不是电路地。由铁氧体材料制成的串珠或滤波器，能够提供很好的ESD电流衰减，从而为辐射发射提供EMI保护。采用多层PCB板能够提供比两层板好10倍到100倍的的非接触ESD电磁场保护。保护镶边不同于地线。它通过对PCB板边沿的处理，将ESD风险降到最小。为了阻止和内部电路没关系的ESD干扰，辐射或传导耦合到电路元件，在PCB板的顶层和底层周边边沿，放置(fàngzhì)3.2mm厚的保护镶边。将保护镶边通过整个PCB边沿连接到0参考面。6.ESD常见问题与改进(gǎijìn)（2）信号地与机箱单点接地(jiēdì)，接地(jiēdì)点选择在电缆入口处。（5）在电缆(diànlǎn)入口处安装瞬态抑制二极管或滤波电容感谢您的观看(guānkàn)！内容(nèiróng)总结