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盡管現(xiàn)有的各種抑制器均能夠提供有效的ESD 保護(hù)功能，但不能以犧牲系統(tǒng)的信號(hào)完整性為代價(jià)。因此，在把ESD抑制器引入電路設(shè)計(jì)之前，必須對(duì)其電容有所考慮。具有極低電容值的ESD抑制元件(如PESD器件)能夠在提供ESD保護(hù)功能的同時(shí)保持高速數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)完整性。由于傳輸最高速率的不同，不同的數(shù)據(jù)接口所能接受的最高電容是不一樣的。譬如，USB2.0數(shù)據(jù)線上的寄生電容一般控制在10pF以內(nèi)，而DVI或HDMI數(shù)據(jù)接口要求則更低，通常低于1pF(圖2)。 低電容 ESD保護(hù)對(duì)于高速條件下保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性是非常關(guān)鍵的。在常見(jiàn)的瞬間過(guò)電壓抑制器件中，金屬氧化物壓敏電阻(MOV)和多層壓敏電阻(MLV)因價(jià)廉物美而應(yīng)用廣泛。但其固有的高電容決定了其應(yīng)用范圍只能局限于低頻領(lǐng)域和電源的瞬間電壓抑制上。而硅類ESD防護(hù)器件，包括齊納二極管、TVS二極管/陣列等，雖然具有保護(hù)電壓低而準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，其寄生電容依舊不可忽視，通常難以適用于高速數(shù)據(jù)通訊接口，如HDMI,IEEE1394等。 為滿足高速數(shù)據(jù)通訊接口既ESD保護(hù)有效、又不影響高速信號(hào)傳輸?shù)囊蟆＝陙?lái)，市場(chǎng)上推出了多種專門適用于此類保護(hù)要求的器件。其中以瑞侃電路保護(hù)部門(RCP: Raychem Circuit Protection)推出的PESD器件為代表。該器件的電容極低(通常0.25pF)，漏電流極小(<0.001A)；ESD防護(hù)快速有效(響應(yīng)曲線如圖3所示，觸發(fā)電壓典型值為150~250V；響應(yīng)時(shí)間少于1ns)；價(jià)格低于低電容硅器件。因此，在高速數(shù)據(jù)傳輸條件下，PESD器件擁有更佳的保護(hù)應(yīng)用特性。該器件已成功應(yīng)用于HDMI1.3和USB2.0等多種高速接口電路。 優(yōu)化ESD保護(hù)指的是使受保護(hù)芯片上的ESD瞬變盡可能少。簡(jiǎn)單地講，應(yīng)把ESD抑制器直接放置在連接器的后面。它應(yīng)該是第一個(gè)遭遇ESD瞬變的板級(jí)元件。然后，在實(shí)際可行的情況下，任何需要保護(hù)的芯片均應(yīng)盡可能地遠(yuǎn)離ESD抑制器。采取這一方法將極大地減輕集成電路所承受的應(yīng)力 下面列出的是PESD器件安裝位置的相對(duì)優(yōu)先級(jí)，按從高到低的順序排列如下：
最后，機(jī)殼(框架)的地應(yīng)是ESD基準(zhǔn)，而不是信號(hào)(數(shù)字)地。目的是把ESD從信號(hào)環(huán)境中屏蔽出去。使ESD TVS保護(hù)器件以機(jī)殼的地為基準(zhǔn)，則可免受那些不希望的噪聲效應(yīng)(如接地反跳)的影響。目標(biāo)是盡量保持“干凈” 的信號(hào)(數(shù)據(jù))環(huán)境。 |
