關于移動便攜設備應用的ESD設計考量

　　最常見的ESD來源有：

　　· 帶電的人體—— 一個人在走路或者有其他動作的時候則可能帶電，如果人身上的電荷通過一個金屬物體、如一件工具釋放時， ESD的破壞會變得特別嚴重。

　　· 與地毯摩擦的電纜——如果一條帶電的電纜插入到任何一個帶電觸點時，一次ESD瞬間放電很可能發(fā)生。

　　· 操作聚乙烯袋—— 電子產(chǎn)品在滑入或者滑出包裝袋或者包裝管槽時，可能會產(chǎn)生靜電電荷，因為設備的外殼和/或金屬引線與容器的表面發(fā)生了多次接觸和分離。

　　ESD帶來的損壞

　　ESD事故的產(chǎn)生和電子設備運行的環(huán)境相關。瞬態(tài)發(fā)生環(huán)境差別很大，在汽車電子系統(tǒng)、機載或船載設備、空間系統(tǒng)、工業(yè)設備或者消費產(chǎn)品中有著實質(zhì)性的差異。

　　隨著筆記本電腦、手機和其他移動設備越來越廣泛的應用，用戶在電纜連接和斷開時將有更大可能觸摸到I / O連接器的引腳。在正常工作條件下，觸摸一個暴露的端口或接口，可以導致超過30kV以上靜電的放電。

　　小尺寸的半導體器件由于不能承受過高的電壓、過高電流或者是兩者的結(jié)合而被損壞，過高的電壓可能會導致柵氧化層被擊穿，而過高的電流會造成接合點發(fā)生故障和金屬連線熔化。

　　SESD保護器件為高速I/O接口提供保護

　　由于IC制造商已經(jīng)采用了更高頻率I/O接口互聯(lián)，他們繼續(xù)縮減晶體管的最小尺寸、互連及其器件中的二氧化硅（SiO2）絕緣層，這導致了在更低能量水平下發(fā)生擊穿損壞的可能性的增加，使得ESD保護成為首要的設計考慮因素。

　　基于國際標準IEC61000-4-2，大多數(shù)的電子設備必須滿足抵御最低8kV的接觸放電或者15kV的空氣放電。不幸的是，許多半導體器件無法承受這一級別的靜電沖擊，并可能會造成永久性損壞。為了提高其生存能力，系統(tǒng)中必須設計芯片外的額外保護電路。

　　在高速I / O接口的ESD保護設計中有兩個主要的設計考慮因素：

　　· 高速I / O接口的ESD保護電路必須足夠強大，以能夠有效地保護內(nèi)部電路的薄柵氧化層免受ESD沖擊帶來損壞。

　　· 由于ESD保護器件的寄生效應對高速電路性能降低的影響需要最小化。

　　分立元件走向小型化的趨勢仍在繼續(xù)，這經(jīng)常給設計師帶來困難和耗時的工程樣機制作和返修挑戰(zhàn)，以及生產(chǎn)工藝的控制問題。TE電路保護部新的SESD器件滿足了高速應用的必然需求，也能夠幫助解決裝配和制造挑戰(zhàn)。

　　如圖3所示：SESD元件用于轉(zhuǎn)移具有潛在破壞性的電荷，使其遠離敏感的電路，并幫助保護系統(tǒng)免于故障。通過將硅器件的優(yōu)勢與傳統(tǒng)的表面貼裝技術（SMT）無源器件封裝配置相結(jié)合，它們比傳統(tǒng)的半導體封裝的ESD器件更容易安裝和維修。

　　圖3、SESD器件有助于保護敏感電路免受ESD的損害

　　除了它們的小尺寸外，SESD的雙向操作性可以方便地放置到印刷電路板上，沒有方向的約束并消除了極性檢查的需要。不同于在器件底部采用焊盤的傳統(tǒng)ESD二極管，被動元件式的封裝在器件安放在PCB上后，也可以方便地實現(xiàn)焊接檢查。

　　ChipSESD的8x20？μs 波形的額定浪涌電流為2A，以及額定等級10kV的ESD接觸放電。其低漏電流（最大1.0μA）降低了功耗和快速響應時間（ 1ns）可以幫助設備通過IEC61000-4–2標準的第4級測試。4.0pF（0201封裝）和4.5pF（0402封裝）的輸入電容值，使其適合用于保護以下設備：

　　· 移動電話和便攜式電子設備

　　· 數(shù)碼相機和攝像機

　　· 計算機I/O端口

　　· 鍵盤、低電壓直流電線、揚聲器、耳機和麥克風

　　小結(jié)

　　便攜設備的持續(xù)小型化與功能提升相結(jié)合，使得系統(tǒng)需要更強有力的保護以免受ESD事件引起的損壞。ESD瞬態(tài)事件可能破壞設備的運行或者導致潛在的損害和安全問題。小體積、低電容的SESD器件提供了一種簡單的、高性價比成本效益的解決方案。