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硕凯电子:主流高速接口的ESD防护设计与ESD防护器件

已有 219 次阅读2015-7-6 14:22

目前主流高速数据接口主要在短距离数据传输、数据通讯及视频应用三个方面,应用行业主要分布在消费电子、通信及汽车电子。这些接口通常是连接在设备之间,线缆和接口暴露在设备外部, 因此具有这些接口的设备面临最为常见的电气危害-ESD静电放电。而作为电子保护器件供应商的硕凯电子也对静电放电的防护有所研究,低电容的ESD放电二极管正是硕凯电子研发的适用于主流高速接口的ESD防护器件。

数据接口的ESD防护技术是保证设备整机不受ESD危害的主要措施之一。尽管设备整机的可以通过采用屏蔽、接地和滤波三种技术实现EMC设计,但对于暴露在外部的数据接口仅靠这些措施还并不能达到理想的效果,甚至对外部传导进入的瞬态过压无能为力。 

硕凯电子的工程师了解到:目前数据接口的ESD防护都广泛采用静电保护器件,例如压敏电阻、TVSESD放电二极管及其他类似功能的器件。 但目前业内公认的事实是,可提供非常低的电容,具有优异的传输线脉冲(TLP)测试,以及IEC6100-4-2测试能力,尤其是在多采样数高达1000之后,进而改善对敏感电子元件保护的ESD放电二极管是综合性能最优的ESD防护器件。

   针对高速数据接口的ESD防护,仍然面临一系列的挑战, 例如需要静电防护器件具有更小的寄生电容、更低的钳位性能、更小的PCB占用面积及更为优化的线路设计。

根据IEC61000-4-2国际标准,大多数电子设备必须满足最小8 kV接触放电电压或15 kV空气放电电压要求,然而,许多半导体器件不可耐受这种电气应力水平,有可能永久损坏。为了提高它们的可靠性,必须在系统中设计采用附加的芯片外保护电路。硕凯电子要提醒工程师的是用于高速I/O接口的ESD保护设计有两个主要的考虑因素:

1、用于高速I/O接口的ESD保护电路必须足够稳健,要能够有效地保护内部电路的薄栅极氧化层避免ESD应力的损坏

2、必须最大限度地减小可引起电路性能高速退化的ESD保护器件寄生效应

从工厂车间至用户家中,电子设备随时随地都可能会遭受静电损坏。ESD瞬态现象可能破坏设备的运作,或者导致潜在的损坏。小外形尺寸的低电容ESD放电二极管为这些问题提供了简单的高成本效益解决方案。


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