高性能的便攜應(yīng)用ESD保護(hù)方案

　　隨著手機(jī)等便攜設(shè)備中具備更多的功能，可供靜電放電(ESD)電壓進(jìn)入的潛在輸入輸出(I/O)通道更趨眾多，包括鍵盤、按鍵、SIM卡、電池充電、USB接口、FM天線、LCD顯示屏、耳機(jī)插孔、FM天線等眾多位置都需要ESD保護(hù)。根據(jù)電容及數(shù)據(jù)率的不同，便攜設(shè)備的ESD保護(hù)應(yīng)用領(lǐng)域可分為大功率、高速和極高速等三個(gè)類型，其電容分別為大于30 pF、介于1至30 pF之間和小于1 pF，參見(jiàn)表1。由此表中可見(jiàn)，速度越高的應(yīng)用要求的電容也越低，這是因?yàn)楦咚賾?yīng)用中更需要維持信號(hào)完整性及降低插入損耗。

　　表1：便攜設(shè)備ESD保護(hù)應(yīng)用分類及典型保護(hù)產(chǎn)品(其中紅色字體為領(lǐng)先產(chǎn)品)。

　　便攜設(shè)備最有效的ESD保護(hù)方法

　　從保護(hù)方法來(lái)看，一種可能的選擇是芯片內(nèi)建ESD保護(hù)，但日趨縮小的CMOS芯片已經(jīng)越來(lái)越不足以承受內(nèi)部2 kV等級(jí)ESD保護(hù)所需要的面積，故真正有效的ESD保護(hù)不能完全集成到CMOS芯片之中。另外，雖然通過(guò)在物理電路設(shè)計(jì)及軟件設(shè)計(jì)方面下功夫，可以發(fā)揮一些作用，但總有部分重要電路較為敏感，很難與外部隔離，故最有效的ESD保護(hù)方法還是在便攜設(shè)備的連接器或端口處放置保護(hù)元件，將極高的ESD電壓鉗位至較低的電壓，以確保電壓不會(huì)超過(guò)集成電路(IC)內(nèi)氧化物的擊穿電壓，保護(hù)敏感IC。

　　在正常工作條件下，外部ESD保護(hù)元件應(yīng)該保持在不動(dòng)作狀態(tài)，同時(shí)不會(huì)對(duì)電子系統(tǒng)的功能造成任何影響，這可以通過(guò)維持低電流以及低電容值來(lái)達(dá)成。而在ESD應(yīng)力沖擊或者說(shuō)大電流沖擊條件下，ESD保護(hù)元件的第一個(gè)要求就是必須能夠正常工作，要有夠低的電阻以便能夠限制受保護(hù)點(diǎn)的電壓;其次，必須能夠快速動(dòng)作，這樣才能使上升時(shí)間低于納秒的ESD沖擊上升時(shí)間。