提高可靠性的ESD保护考虑

提高可靠性的ESD保护考虑
提高可靠性的ESD保护考虑

增加产品特性、减小产品尺寸一直是手持产品的设计人员所面临的挑战。当手机、数码
相机、MP3播放器和PDA等产品提供更多的功能时，它们的I/O端口也随之增多，导致静电
放电(ESD)进入系统并干扰或损坏集成电路。此外，由于特性的增加和多功能的集成，I
C设计对ESD更加敏感。设计人员须应对此挑战，使IC尽可能提供最有效的ESD保护，同时
还要为额外的保护元件减小占板空间和成本。
设计人员为电路选择合适的保护元件时必须做出一些考虑。ESD保护二极管的主要功能在
于增加手持产品的可靠性。保护元件可提供的可靠性由长时间内元件保护特定应用，并
参考其不干扰器件功能的程度来确定。公认的波形定义系统级典型ESD事件是IEC61000-
4-
2波形，其特点是快速上升时间小于1ns(见图1)。此波形的规格需要四个不同的ESD幅度
水平。大多数设计人员需要对产品进行最严格的检测，保证其接触放电为8kV。
当设计人员为电路选择保护元件，提高其可靠性时，可能需回答以下问题：
1. 电容要求和所保护的线路ESD情况如何？
2. 保护器件钳制ESD脉冲的电压是多少？
3. 器件的长期性能如何？
电容要求和所保护的线路ESD情况如何？
确定合适的ESD保护器件时，必须考虑的第一个问题是保护线路的速度是多少？对于高速
线路(如USB2.0)需要小电容二极管确保无损信号的完整性。本文将专注于公共应用(如速
度较低的键盘、侧键和电源线)，因此不需要小电容。
许多低速应用受到最严重的ESD情况影响。按钮等应用受到的ESD冲击最多，因为在正常
使用中他们被触摸的频率高于其它应用。因此，与便携式器件上的其它应用相比，这些
应用受到最严格ESD脉冲的频率较高。此外，当便携式设计变得越来越小，按钮越接近I
C，ESD越容易与电路耦合。对于这种恶劣的环境，采用提供足够钳制特性的ESD保护……