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| 技術文章 |
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| 如何實現高速電路中真實的ESD保護 |
| 點擊次數：3599 更新時間：2011-10-24 |
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科技的不斷進步，使得新技術、新材料等層出不窮，消費者也開始不單單滿足于‘有某樣產品’，而是轉向‘有某樣精密的產品’。如何在大同小異的先進工藝材料中脫穎而出，給數據傳輸速率日趨攀高的系統提供有效可靠的ESD安全保護？除了采用各項新興技術外，zui有效的方法可能莫過于在原有技術基礎上精益求精。
ESD簡言之就是電荷快速中和，電子工業每年花在這上面的費用都會超過幾十億美元。靜電的產生是由于相互摩擦，使得物質表面獲得或失去電子，破壞掉原有的電荷平衡，讓物體帶上或正或負的靜電。此外，靜電電荷會不斷積累，直到造成電荷產生的作用停止、電荷被釋放或者達到足夠的強度可以擊穿周圍物質為止。
由于在很小或者非常敏感的元器件上快速釋放電壓，釋放電流通常會非常之大，可能超過20安培，對設計為僅導通微安或毫安級電流的電路造成嚴重損害。
其實靜電的破壞不光光是存在于電路設計過程中，人與人之間通過接觸產生的電壓也是非常巨大的。當你接觸到某樣物體有被電的感覺時，通過人體的瞬間電壓已經超過2KV~4KV，人們通常能夠感覺到的電壓為5KV。此外，當你在鋪有地毯的地板上行走時，瞬間產生的電壓很有可能會超過35KV。試想想當如此高壓的電荷突然附加在某樣精密原件或者電路上，產生的后果不言而喻。
目前，針對ESD主要有3種模型，人體模型（HBM）,機械模型（MM），以及帶電模型（CDM），其中，HBM與MM又是各項安全測試中zui常見的參考標準。尤其是在每對差分數據傳輸速度已達每秒幾個Gb或以上的HDMI和DisplayPort接口而言，各項為了實現信號完整性和ESD保護的安全測試尤為重要。很多時候，為了達到IEC61000-4-2標準（針對HBM的標準），設計師往往需要使用額外的保護器件。
鑒于此，SEMTECH公司工程師介紹道，一個被保護元器件如果滿足IEC61000-4-2標準，這只能說明該元器件受到相應的保護，不會在ESD沖擊中受到破壞。然而，如果該被保護元器件具有很高的鉗位電壓，那么這種保護就不復存在，一旦收到靜電沖擊，結果就是該原件受到相應的保護，然而整個電路卻存在巨大的威脅。
所以，工程師在選擇額外的保護器件時，鉗位電壓是重要的考察標準之一。因為隨著鉗位電壓的增加，系統遭受瞬間或者潛伏危機的可能性也越大。相反，低的鉗位電壓則意味著被保護原件承受的壓力較小以及系統安全性的增加。
TVS二極管是精密電子設備防止瞬間大電壓影響的ESD保護原器件，它是一種在穩壓管工藝基礎上發展起來的能電路保護器件。當TVS管兩端經受瞬間的高能量沖擊時，它能以*的速度（zui高達1*１0-12秒）使其阻抗驟然降低，同時吸收大電流，將其兩端間的電壓箝位在一個預定的數值上，從而確保后面的電路元件免受瞬態高能量的沖擊而損壞。與普通二極管或者齊納二極管相比，具備更加更低的齊納擊穿電流，從而更加的保護整個電路。 |
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