靜電問題診斷思路和防護(hù)設(shè)計(jì)

隨著科技快速發(fā)展，電子產(chǎn)品的集成度和自動(dòng)化程度越來越高，產(chǎn)品的ESD敏感度也越高，產(chǎn)品防ESD干擾的能力已經(jīng)成為電子產(chǎn)品質(zhì)量好壞的一個(gè)重要因素。為此越來越多的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)將ESD 抗擾度驗(yàn)驗(yàn)作為推薦或強(qiáng)制性內(nèi)容納入其中。

產(chǎn)品在測試靜電不通過需要整改是工程師遇到很棘手的問題。ASIM深耕于EMC保護(hù)器件行業(yè)數(shù)載，有標(biāo)準(zhǔn)EMC室驗(yàn)室、專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)。淺談ESD問題常用診斷思路、關(guān)鍵電路設(shè)計(jì)、防護(hù)器件選型如下：

診斷思路：

現(xiàn)象分析法：靜電放電過程中仔細(xì)觀察出現(xiàn)異常狀態(tài)時(shí)的現(xiàn)象，結(jié)合產(chǎn)品功能特性、電路設(shè)計(jì)快速鎖定問題范圍；

排除分析法：將靜電放電槍放電電壓由低到高調(diào)節(jié)，使用靜電放電槍尖頭直接對芯片引腳接觸放電，找出靜電放電過程中出現(xiàn)相同異?，F(xiàn)象的引腳；

路徑分析法：根據(jù)產(chǎn)品的整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、布局設(shè)計(jì)、PCB布局線路設(shè)計(jì)、接地設(shè)計(jì)方案，分析靜電電流泄放路徑是否存在抗靜電能力較弱的元件或者敏感信號布線。

PCB關(guān)鍵電路設(shè)計(jì)：

1. 接口信號線防護(hù)器件（ESD/TVS）放在信號的主干路并靠近接口布置；

2. 主芯片、復(fù)位芯片、IC電源模塊等敏感器件或模塊遠(yuǎn)離機(jī)箱接口或縫隙；

3. 敏感信號線設(shè)計(jì)好信號回流路徑，增加防護(hù)器件，保證環(huán)路min??；

4. 地線盡量保證完整性，打無規(guī)則過孔，使地的阻抗最A(yù)小。

TVS/ESD防護(hù)器件選擇：

              1、確定被保護(hù)電路的max voltage 或連續(xù)工作電壓；

              2、TVS的額定反向截止電壓（Vrwm）應(yīng)≥被保護(hù)電路的max work voltage；

              3、TVS的VC應(yīng)該要＜被保護(hù)電路的損壞電壓；

              4、對于數(shù)據(jù)通訊信號線增加保護(hù)器械，還須注意選取具合適的寄生電容(Cj)參數(shù)，通常信號頻率≥10MHz時(shí)，Cj＜100pF; 信號頻率≥1GHz時(shí)，Cj＜3p。

貼片共模電感在高速信號中的使用

近年來，小型貼片共模電感使用量逐漸上升，特別很多電子產(chǎn)品中的高速差分信號（例如：USB、HDMI等），采用貼片共模電感進(jìn)行高頻噪聲抑制是很好的選擇，又不會對有用信號產(chǎn)生影響。常用的封裝結(jié)構(gòu)有繞線式的和疊層的。

雙向與單向TVS管有什么差異

1. 單向的TVS管的特性與穩(wěn)壓二極管相似，雙向TVS管的特性相當(dāng)于兩個(gè)穩(wěn)壓二極管反向串聯(lián)；

2. 極間結(jié)電容（Cj）單向的比雙向的大。

3. 電流曲線不同。單向TVS管的電路符號跟一般的穩(wěn)壓管相同，它正向特性跟一般的二極管相同，反向特性是典型的PN結(jié)雪崩器件。雙向TVS二極管正反向都是典型的PN結(jié)雪崩器件。

看封裝型號

單從型號表面我們就可以判斷，雖然不同品牌命名方式不同，但都有規(guī)律，列如下圖二是深圳阿賽姆SMA系列TVS管規(guī)格書，前面是單向，后面是雙向，明顯看出雙向跟單向的字母不一樣，雙向是B，單向是V  。

單向TVS管保護(hù)器件僅能對正脈沖或者負(fù)脈沖進(jìn)行防護(hù)，而雙向TVS管保護(hù)器件一端接要保護(hù)的線路，一端接地，無論來自反向還是來自正向的ESD脈沖均被釋放，更有效地保護(hù)了IC。

單向TVS管的正向特性與普通穩(wěn)壓二極管相同，反向擊穿拐點(diǎn)處近似“直角”的硬擊穿為典型的PN結(jié)雪崩。當(dāng)有瞬時(shí)過壓脈沖時(shí)，器件的電流急驟增加而反向電壓則上升到箝位電壓值，并保持在這一水平上。