直線斜率是ESD保護的關(guān)鍵
另一種相應(yīng)的方法是,測試保護器件V-I曲線具有多緩多陡的坡度,其決定動態(tài)電阻的高低。通過測試大批動態(tài)電阻不同的現(xiàn)成器件,可確定動態(tài)電阻約為0.25Ω(以TLP或傳輸線脈沖測定)的器件足可以保護集成電路。最終,力特確認自己可以按需要的波形系數(shù)設(shè)計一種新型器件,其動態(tài)電阻十分接近相應(yīng)的要求,同時電容又足夠低,可以保持USB端口信號的完整性。
SP3031誕生
4個月后,我們成功研制出SP3031-01ETG.SP3031-01ETG包含2個低電阻導(dǎo)向二極管,另外還有一個箝位TVS二極管,三者全都集裝在大小僅為1.0×0.6mm的0402管殼內(nèi)。通常,電容和動態(tài)電阻彼此互不相容。二極管越大,電容就越大,但相應(yīng)地,額外區(qū)域提供的動態(tài)電阻會比較低。因此,很多時候,客戶只得舍棄信號完整性(即高電容),來取得較低的動態(tài)電阻(即較好的箝位)。在這種特殊情況下,高速USB可以約1~2pF的電容運行,但客戶的目標(biāo)是小于1pF,以保證最低程度的信號完整性。除此之外,該目標(biāo)還要求較低的動態(tài)電阻值,而這一般常見于電容為15~20pF的產(chǎn)品中。這種新的解決方案要求使用專利半導(dǎo)體處理工藝和硅設(shè)計技術(shù)。
事實證明,如果客戶能夠與其元件供應(yīng)商在其位于中國的制造地會面,親眼目睹測試的進行以及元件與整個系統(tǒng)的相互配合,情況可能會更好。這是一次可以更好地了解單個ESD部件,與整個系統(tǒng)ESD抗擾度之間的關(guān)系及性能的機會。
圖2:動態(tài)電阻圖示。
SP3031現(xiàn)在已進入批量生產(chǎn),并于2013年底發(fā)貨裝運。得知2015年相關(guān)款式的電視可能要求更高水平的ESD抗抵度(可能是6kV),力特正在努力設(shè)計新型保護元件,通過進一步降低系統(tǒng)動態(tài)電阻,降低箝位電壓,同時又保持較低電容和信號完整性來滿足上述要求。通過此次范例分析,我們可得出結(jié)論:保護60寸智能電視不受ESD侵擾可采用0.6mm2硅。
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