随着触控功能的走热,设计工程师遭遇越来越多有关静电放电(ESD)的难题,ESD会给电子器件环境会带来破坏性的后果。在各种电子器件中,超过 25%的半导体芯片损坏归咎于ESD。有鉴于此,手机、MP3播放器和数码相机等便携产品的设计人员必须评估各种可供选择的ESD保护解决方案,确保他们所选择的解决方案能满足当今IC不断变化的需求。在IIC China2010上,来自CMD(刚刚被安森美收购)的资深FAE 陈健基在接受电子创新网采访时比较了几种常见的ESD器件的优劣。
ESD保护器件的目的是把数千伏电压的ESD输入电压降低到所保护的IC所能承受的安全电压,并能把电流从IC旁路。虽然所需ESD波形的输入电压和电流在过去的几年没有出现变化,但要求保护IC的安全电压电平却降低了。过去,IC设计对于(防范)ESD而言更具强固性,而且能够承受更高电压,因此,在选择能符合IEC61000-4-2第4级的要求的保护二极管时有充分的选择余地。而对于如今ESD更敏感的IC,设计工程师就必须不仅要确保保护器件能够符合IEC61000-4-2第4级标准,而且还要确保该器件能够将ESD脉冲钳制到足够低的电平,从而确保IC不受损坏。在为给定的应用选择最佳保护器件的时候,设计工程师必须要考虑到ESD保护器件能够把ESD电压控制到多么低的电平。
目前在ESD外部保护设计中,常见的外部保护元件有压敏电阻、聚合物和硅瞬态电压抑制器(TVS)等,它们所采用的材料分别是金属氧化物、带导电粒子的聚合物和硅。压敏电阻在低电压时,呈现出高电阻,而在较高电压时电阻会下降。带导电粒子的聚合物在正常电压下相当高的电阻,但当遭受ESD应力时,导电粒子间的小间隙会成为突波音隙阵列,从而带来低电阻路径。TVS则为采用标准与齐纳二极管特性设计的硅芯片元件。TVS元件主要针对能够以低动态电阻承载大电流的要求进行优化,由于TVS元件通常采用IC方式生产,因此我们可以看到各种各样的单向、双向及以阵列方式排列的单芯片产品。