MOS与BJT用于ESD放电保护原理基本上是一样的,均是通过寄生的BJT来释放ESD电流。因CMOS使用**为***的工艺之一,所以MOS器件成使用**为普遍的ESD保护器件。采用MOS器件作为芯片的ESD防护架构示例如图3所示。为防止ESD器件在芯片正常工作时导通,MOS的栅极总是采用关断的连接方式,即栅接地的NMOS(Gate-Grounded NMOS,GG-NMOS)和栅接电源的PMOS(Gate-VDD PMOS,GD-PMOS)。MOS与BJT用于ESD放电保护原理基本上是一样的,均是通过寄生的BJT来释放ESD电流。因CMOS使用**为***的工艺之一,所以MOS器件成使用**为...
ESD静电放电机器模型,机器模型的等效电路与人体模型相似,但等效电容是200pF,等效电阻为0,机器模型与人体模型的差异较大,实际上机器的储电电容变化较大,但为了描述的统一,取200pF。由于机器模型放电时没有电阻,且储电电容大于人体模式,同等电压对器件的损害,机器模式远大于人体模型。静电放电充电器件模型,半导体器件主要采用三种封装型式(金属、陶瓷、塑料)。它们在装配、传递、试验、测试、运输及存贮过程中,由于管壳与其它绝缘材料(如包装用的塑料袋、传递用的塑料容器等)相互磨擦,就会使管壳带电。器件本身作为电容器的一个极板而存贮电荷。CDM模型就是基于已带电的器件通过管脚与地接触时,发生对地放电引...
防静电的四项基本原则是:原则一:等电位连接,与敏感器件接触的导体实现等电位连接,避免因导全带静电发生放电;原则二:静电源控制,绝缘材料的静电通过连接地和等电位连接无法消除,因此必须对敏感器件周边进行静电源控制;原则三:静电源包装,出ESD防护区的器件必须使用防静电包装,以防外界静电源的影响;原则四,ESD防护措施不能降低安全水准,如安全与之***,安全第一。静电是一种客观的自然现象,产生的方式多种,如接触、摩擦、剥离等。静电防护技术,如电子工业、半导体、石油工业、兵器工业、纺织工业、橡胶工业以及兴航与***领域的静电危害,寻求减少静电造成的损失。单位面积的ESD防护能力大致如下:SCR>MOS...
静电ESD保护元件选型注意事项:1.传输速率,也就是电容量的控制,现在随着工艺的不断完善,电容量越做越低。2.符合测试要求的标准,不是越高越好,而是适合自已的产品,例如:空气放电15KV 接触 8KV3.设计时考虑PCB板的空间条件。4.安全考虑,yint公司首席技术经理,说过一句很经典的话,在电路中,假如非万不得已不要增加多余的器件,每增加一个,就是增加失效风险,保护的器件也不例外。ESD器件作为保护器件,它也有失效益机率,所以设计选型时尽量找些资质比较好的供应商。硅基ESD保护器件的结电容与其芯片面积成正比关系。湖北USB3.0接口ESD保护元件测试静电的危害:对人体:在日常生活中,由于环...
开车外出也要注意静电的防护,在加油站时,一定要防范静电,加油前先放电,一般情况下,自助加油机本身就能够释放静电。自助加油机上的键盘,它的材质是金属并且是直接与地相接触的,车主在加油前输入自己的加油信息时就已将身上所携带的静电释放出去了。当然,比较好能够在加油前,先把手按压在自助加油机的释放静电按钮上放电,这样会更加安全。正确使用加油枪,加油前,比较好将加油枪在油箱口轻碰一下以消除静电。在加油时将油***尽量深入油箱口,这样可以减少汽油蒸汽的挥发,相当于从源头上减少了起火介质。如果油箱口冒火,千万不要惊慌,应马上停止加油作业,然后将加油枪口远离油源,迅速用灭火器将火扑灭。ESD脉冲频谱的高频信号...
现代通信技术和微电子技术推动半导体器件向微型化、高频高速、高集成度、微功耗方向发展,从而促进半导体材料和工艺的不断更新。具有良好高频特性的GaAsSiGeInGaPInP以及一些新型半导体化合物材料通常属于ESD高敏感材料:高集成度芯片内部的细引线、小间距、薄膜化使器件尺寸进一步缩小,氧化层进一步减薄,导致器件抗ESD能力越来越低高速数字电路、高频模拟电路普遍使用的CMOS、HBT、MESFET、PHEMT、BiCMOS等工艺,采这些工艺制作的器件明显具有ESD高敏感特性。IC中的线宽和间距越来越窄(从儿un到0.07m),电源电压越来越低(从15V到15V),IC抗ESD损坏的阈值电压越来越...
ESD脉冲频谱的高频信号特征和高频电路分布参数的严格约束使得在高频电路中防护器件的可选择性很小,在高频电路中进行ESD防护设计的难度增大。尤其当这些器件应用于信号接口时,产品的组装、测试和用户使用过程中接口的高接触率、电缆放电(CDE)等常使接口器件长久或潜在损伤,通信产品接口器件在生产中和市场上的ESD损坏事故频频发生,因此在设计和制造通信产品时除了加强产品制造过程的ESD控制外,还要加强产品的ESD防护设计,尤其是高频信号接口的ESD防护设计已成为提高通信产品可靠性的一个重要环节。SCR器件是除正向Diode外抗ESD能力**强的器件。甘肃低压ESD保护元件应用ESD防护电路对高频信号质量...
在高频接口还可以采用电阻衰减网络和LC滤波电路形成ESD保护。电阻衰减网络在很宽的频带范围都有较好的适应性,但是它在衰减ESD脉冲的同时,对高频信号进行同比例衰减,改变了电路系统的增益分配,而且在低噪声要求的高频接口不能采用此方法。从图1的ESD频谱可见,数百MHz以下的高频接口很难使用滤波方法实现ESD防护,只有在GHz以上的高频接口且使用LC高通滤波器才具有可实现性。适用于高频信号接口的ESD防护电路必须有很小的并联结电容、较小的串联电感和很快的响应速度,这对防护器件参数的选取、PCB布局的寄生参数控制、阻抗匹配以及布板面积都有较高的要求,实际实现起来并不简单。ESD静电保护元件可以做成阵...
静电放电ESD接触放电就是是电荷集中到一点然后通过可接触的导体直接转移到测试产品里面,这个是有预期的,一般打在控制板附近,固控制板的螺丝、可接触的引脚上面。ESD空气放电是电荷集中到***头顶端保持5秒,通过慢慢靠近被测试产品不能导电的部分看电荷能不能击穿绝缘部分,或者通过缝隙击穿空气进去。这个触发是360度随机的。这样的方式可以找到产品的不足之处。一般击打屏幕缝隙、按键缝隙、还有嵌入式的引脚端口等不能直接接触到导体的地方。ESD静电保护元件可提供多种封装形式。VGA接口ESD保护元件原理ESD是一种常见的近场危害源,可形成高电压,强电场,瞬时大电流,并伴有强电磁辐射,形成静电放电电磁脉冲。·...
Resistor不单独用于芯片的ESD保护,它往往用于辅助的ESD保护,如芯片Input***级保护和第二级保护之间的限流电阻。当ESD电流过大,***级ESD器件难以将电压钳位至安全区域时,第二级ESD器件的导通将使其与电阻分压,从而进一步降低进入内部电路的电压。又如用于GG-NMOS的栅电阻,如图6所示,NMOS的栅极通过一电阻接地,而非直接接地。如此一来,在NMOS漏端发生正向的ESD脉冲时,由于NMOS的漏一栅电容,会使得器件的栅极耦合出一正的电势,该电势会促使NMOS的沟道开启,从而起到降低NMOS在ESD应力下触发电压的目的。单位面积的ESD防护能力大致如下:SCR>MOS>Dio...
根据高频电路信号特性和ESD防护能力的要求来选用不同的防护器件和不同的防护中路结构,防护器件的结电容需要满足表1的要求,防护电路的开启电压(触发电压)和箱位电压(或二极管导通电压)应大于高频信号可能的比较大峰值电压,同时要远远小于被保护器件的ESD或值电乐,ESD防护电路的响应时间要小于被保护器件的响应时间。高频信号频率低于1GHz,可以直接选用低容值的双向TVS管进行ESD防护,如果信号功率小,峰值电平低于二极管的正向导通电压,也可以直接选用低容值的快速开关二极管两个反向并联后进行双向ESD防护,如果信号峰值电平高于二极管的正向导通电压,应采用两个快速开关二极管反向串联后进行双向ESD防护。...
Resistor不单独用于芯片的ESD保护,它往往用于辅助的ESD保护,如芯片Input***级保护和第二级保护之间的限流电阻。当ESD电流过大,***级ESD器件难以将电压钳位至安全区域时,第二级ESD器件的导通将使其与电阻分压,从而进一步降低进入内部电路的电压。又如用于GG-NMOS的栅电阻,如图6所示,NMOS的栅极通过一电阻接地,而非直接接地。如此一来,在NMOS漏端发生正向的ESD脉冲时,由于NMOS的漏一栅电容,会使得器件的栅极耦合出一正的电势,该电势会促使NMOS的沟道开启,从而起到降低NMOS在ESD应力下触发电压的目的。硅基ESD静电保护元件具有较低的钳位电压。湖南低压电源线...
ESD静电的来源,在电子制造业中,静电的来源是多方面的,如人体、塑料制品、有关的仪器设备以及电子元器件本身。人体是**重要的静电源,这主要有三个方面的原因:1、人体接触面广,活动范围大,很容易与带有静电荷的物体接触或摩擦而带电,同时也有许多机会将人体自身所带的电荷转移到器件上或者通过器件放电;2、人体与大地之间的电容低,约为50一250pF,典型值为150PF,故少量的人体静电荷即可导致很高的静电势;3、人体的电阻较低,相当于良导体,如手到脚之间的电阻只有几百欧姆,手指产生的接触电阻为几千至几十千欧姆,故人体处于静电场中也容易感应起电,而且人体某一部分带电即可造成全身带电。硅基ESD静电保护元...
国际电工委员会(Internationa1日ectrotechnicalCommission,IEC)制定了测试标准IEC61000-4-2来评价电子设备的ESD抗扰度等级。但人们在研究静电放电的危害时,主要关心的是静电放电产生的注入电流对电火工品、电子器件、电子设备及其他一些静电敏感系统的危害,忽视了静电放电的电磁脉冲效应,直到20世纪90年代初Wilson才***提出ESD过程中产生的辐射场影响。IEC61000-4-2标准虽几经修改,规范了ESD模拟器对水平耦合板和垂直耦合板的放电方式,但没有关于ESD辐射场的明确规定,对ESD模拟器也*规定了放电电流的典型波形和4个关键点参数。通常被测...
现行的 IEC61000—4—2标准规定 的测试方法和实验平 台仍存在一定局限性,需进一步研究 和改进 。ESD协 会 WG14、ANSIC63.16和 IECSC77BWG9等标准化 国际组织都在努力提高静电放 电抗扰度测试 的一致性,对现有标准展 开***的讨论和完善 。但是我国相关领域 的工作开展不多。现行的 ESD抗扰度实验标准是沿用原 IEC标准,对标准的制定和修改工作没有与国际接轨 ,从而在 ESD抗扰度测试方面仍然落后于西方发达国家。我过也在积极的开展研究静电放电测试方面的相关标准,成立了各项标准委员会。静电源控制,绝缘材料的静电通过连接地和等电位连接无法消除,因此必须对敏感器件...
静电的危害:对人体:在日常生活中,由于环境干燥、摩擦、穿戴化纤衣物等原因,经常导致身体产生静电,在与金属接触时,会产生疼痛感,给人们带来较大的心理压力。有研究表明,当人体长期处于静电的辐射下时,人会出现精神紧张、焦躁、胸闷等不适症状,影响正常的工作和生活。02对工业:比如在加油站,汽油属于易燃液体,当环境温度升高或出现异常情况时,油品挥发出的可燃蒸汽与空气就会形成性混合物。一旦有火花出现,就可能发生火灾,甚至,而静电放电时则恰恰能够提供火花。由此可见,静电作为能够提供火花的一种点火源,且其隐蔽性、潜在性、随机性和复杂性为油库火灾或危害埋下了重大的安全隐患。MM机器模型放电的波形与预料的家具模型...
对于ESD,我们应该如何进行一个选型呢?ESD主要分为四类:TVS二极管、压敏电阻、MLCC、ESD抑制器,各个器件的应用场景也不太一样,我们**常用的esd器件就是tvs二极管了。1)工作电压选择ESD器件应该选择系统工作电压小于ESD器件的工作电压(VRWM),例如系统是0~5V,那么我们应该选择工作电压(VRWM)大于5V的TVS。2)信号类型单向ESD器件和双向ESD器件的选择,双向ESD器件可以通过正负击穿电压(VBR)的信号,而单向ESD器件只可以通过正击穿电压(VBR)的信号,如果通过负的就会造成ESD器件击穿。3)寄生电容ESD器件是有寄生电容的,如图是寄生电容对高速电路接口的...
SCR器件是除正向Diode外抗ESD能力**强的器件。当阳极出现PositiveESDPulse时,Nwell/Pwell结发生雪崩击穿,击穿产生的电子电流和空穴电流分别流过电阻RNw和Rpw,使PNP器件和NPN器件开启,阳极的P+注入大量空穴,阴极的N+注入大量电子,注入的空穴成为NPN器件的基极电流,注入的电子成为PNP器件的基极电流,正反馈过程得以形成,使Nwell和Pwell均出现强烈的电导调制效应,继而降低器件两端的压降。因此,SCR器件的维持电压往往很低,并由此导致其抗ESD能力非常强,微分电阻也非常小。在阳极出现NegativeESDPulse时,电流可通过正偏的阴极P+/阳...
人体放电模型(HBM)法规:十九世纪时,人们曾用这种模型来调查矿坑中的气体混合物事件。美国***标准MIL-STD-883的第3015.8号方法建立了一个简化的等效电路,以及模拟人体模型需要的测试程序。另一个国际广为使用的法规是ANSI/ESDA-JEDECJS-001:静电放电敏感度测试。人体模型主要用在工厂生产环境中,另一个类似的法规IEC61000-4-2,是系统级的静电测试法规,则是在在系统层级的测试。我国静电放电对应的国标相对应的标准为GB/T17626.2。ESD静电保护元件具有单向和双向之分。重庆贴片ESD保护元件参数ESD脉冲频谱的高频信号特征和高频电路分布参数的严格约束使得在...
高频信号接口的ESD防护电路设计主要是致力于降低防护电路的并联结电容和串联电感,并要求防护器件有ns级的响应速度。在GHz以下的电路中选用低容值TVS和低容值快速开关二极管是比较廉价的方案,在GHz以上的电路中选用LC高通滤波器会有更加理想的ESD防护效果。ESD防护电路的防护能力与选用的防护器件、被保护器件的ESD敏感度、电路结构形式、布线等因素密切相关,一般无法直接确定一个防护电路单元的防护能力,必须把防护电路单元和被保护的具体电路作为一个整体并按照标准IEC61000-4-2的测试方法进行测试,以确定一个实际电路的防护效果。防静电的四项基本原则一:等电位连接,与敏感器件接触的导体实现等电...
高频接口的ESD防护电路设计方法,接口的ESDS要求和ESSD选择,通信产品内部接口的静电放电风险主要是在产品及其部件的组装和测试过程,当制造环境和测试策略进行适当的防静电控制后,ESD风险能够得到一定程度的降低,但是实际经验表明,这些内部接口的静电放电敏感度(ESDS)仍然需要达到+2000V以上才是比较安全的。通信产品外部接口的ESD风险不仅存在于产品及其部件的组装和测试过程,更主要的是用户的使用过程,实际经验表明,这些外部接口的ESDS需要达到+4000V以上时才能有效防止接口器件被ESD损坏。为了提高接口的抗静电能力,用于高频接口的静电敏感器件(ESSD)应选用防静电能力强的器件,并需...
静电是物体表面过剩或不足的静止电荷,是通过电子或离子的转移而形成的。一般固体静电电压可以达到20万伏以上,液体静电电压可以达到数万伏以上,人体静电电压可以达到1万伏以上。一般工业生产中,静电具有高电位、低电量、小电流和作用时间短的特点,设备或人体上的静电位比较高可达数万伏以至数千万伏。静电较之流电受环境条件,特别是湿度的影响比较大;静电测量时复现性差、瞬态现象多。测量静电是为静电防护工程设计和改善产品自身抗静电性能设计,提供数据和依据。常用的ESD保护器件主要有Diode、Resistor、P/NMOS、BJT、SCR等。安徽天线接口ESD保护元件选型提高防护电路箱位电压或导通电压的设计方法由...
电阻衰减网络可以采用图2中(b)的n形结构,也可以采用T型结构。多阶LC高通滤波器可以获得较好的滤波矩形系数,当滤波器截止频率高于ESD脉冲主能量成分的频率,可以把绝人部分ESD能量滤除,因此在较高频率的高频端口使用LC高通滤波器,可以获得很好的SD防护效果。电阻衰减网络和品通滤波器属于线性无源网络,不存在响应速度的问题,根据高频电路阻抗特征进行优良的四配设计也有利于改善高频接口的驻波性能。为了提高ESD防护效果,ESD防护电路应尽可能靠近高频端口,而被保护器件应尽量远离端口,同时应尽可能地减小并联保护网络的串联寄生电感,如图2(a)中的L1和L2,大的寄生电感将抗拒ESD脉冲电流的快速变化,...
人体放电模型(HBM)法规:十九世纪时,人们曾用这种模型来调查矿坑中的气体混合物事件。美国***标准MIL-STD-883的第3015.8号方法建立了一个简化的等效电路,以及模拟人体模型需要的测试程序。另一个国际广为使用的法规是ANSI/ESDA-JEDECJS-001:静电放电敏感度测试。人体模型主要用在工厂生产环境中,另一个类似的法规IEC61000-4-2,是系统级的静电测试法规,则是在在系统层级的测试。我国静电放电对应的国标相对应的标准为GB/T17626.2。国际上习惯将用于静电防护的器材统称为ESD,中文名称为静电阻抗器。福建耳机接口ESD保护元件测试常见的ESD静电放电模式有四种...
ESD静电的来源,在电子制造业中,静电的来源是多方面的,如人体、塑料制品、有关的仪器设备以及电子元器件本身。人体是**重要的静电源,这主要有三个方面的原因:1、人体接触面广,活动范围大,很容易与带有静电荷的物体接触或摩擦而带电,同时也有许多机会将人体自身所带的电荷转移到器件上或者通过器件放电;2、人体与大地之间的电容低,约为50一250pF,典型值为150PF,故少量的人体静电荷即可导致很高的静电势;3、人体的电阻较低,相当于良导体,如手到脚之间的电阻只有几百欧姆,手指产生的接触电阻为几千至几十千欧姆,故人体处于静电场中也容易感应起电,而且人体某一部分带电即可造成全身带电。硅基ESD保护器件的...
静电干扰电流的放电路径主要有两条:一条通过外壳流向大地(大部分电流);另一条通过内部PCB流向大地(小部分)。静电放电电流属于高频信号,集肤效应及金属外壳的低阻抗特性(测试中检查了金属外壳的搭接性能,确认良好,如果搭接不好,也将引起额外的干扰,如案例“静电放电十扰是如何引起的”中描述的那样)使得大部分的静电放电干扰电流会从金属外壳流人大地。既然大部分的静电放电干扰电流已经通过金属外壳流人大地,那为什么还会出现ADC的异常工作呢?ADC电路的设计肯定存在较薄弱的环节。检查电路发现,ADC存在模拟地和数字地,电路设计时为了使数字电路部分的干扰不影响模拟电路部分,在数字地和模拟地之问跨接了磁珠进行隔...
防静电的四项基本原则是:原则一:等电位连接,与敏感器件接触的导体实现等电位连接,避免因导全带静电发生放电;原则二:静电源控制,绝缘材料的静电通过连接地和等电位连接无法消除,因此必须对敏感器件周边进行静电源控制;原则三:静电源包装,出ESD防护区的器件必须使用防静电包装,以防外界静电源的影响;原则四,ESD防护措施不能降低安全水准,如安全与之***,安全第一。静电是一种客观的自然现象,产生的方式多种,如接触、摩擦、剥离等。静电防护技术,如电子工业、半导体、石油工业、兵器工业、纺织工业、橡胶工业以及兴航与***领域的静电危害,寻求减少静电造成的损失。ESD静电保护元件有高分子材料制程的间隙放电元件...
静电放电形式与带电体的几何形状、电压和带电体的材质有关。静电放电形式:电晕放电(1)电晕放电:是发生在带电体前列或曲率半径很小处附近的局部放电。电晕放电可能伴有轻微的嘶嘶声和微弱的淡紫色光。电晕放电一般没有引燃危险。刷形放电和传播型刷形放电(2)刷形放电和传播型刷形放电:都是发生在绝缘体表面的有声光的多分支放电。当绝缘体背面紧贴有金属导体时,绝缘体正面将出现传播型刷形放电。同一绝缘体上可发生多次刷形放电或传播型刷形放电。刷形放电有一定的引燃危险;传播型刷形放电的引燃危险性大。(3)火花放电:是带电体之间发生的通道单一的放电。火花放电有明亮的闪光和有短促的爆裂声。其引燃危险性很大。(4)雷型放电...
在高频高速信号电路中,电路的特征阻抗较低,分布电容和分布电感对电路的阻抗匹配、信号质量会产生较大的影响,这要求设计的ESD防护电路具有很小的寄生参数,对信号质量和阻抗匹配产生**小的影响,即要保证高频信号尽量无损失地通过防护电路,同时ESD防护电路要对宽频谱的ESD信号具有较好的吸收和衰减性能,阻止ESD脉冲进入被保护电路。在中低频IC内部的I/O端口都可以设计ESD防护电路以提高器件的抗ESD能力,但是射频器件和高速数字IC内部的I/0端口一般无法直接设计ESD防护电路,因为防护电路的寄生参数(主要是结电容)将影响I/0端口的阻抗匹配、改变器件的频响特性。多层压敏电阻作为ESD静电保护元件,...
ESD静电放电机器模型,机器模型的等效电路与人体模型相似,但等效电容是200pF,等效电阻为0,机器模型与人体模型的差异较大,实际上机器的储电电容变化较大,但为了描述的统一,取200pF。由于机器模型放电时没有电阻,且储电电容大于人体模式,同等电压对器件的损害,机器模式远大于人体模型。静电放电充电器件模型,半导体器件主要采用三种封装型式(金属、陶瓷、塑料)。它们在装配、传递、试验、测试、运输及存贮过程中,由于管壳与其它绝缘材料(如包装用的塑料袋、传递用的塑料容器等)相互磨擦,就会使管壳带电。器件本身作为电容器的一个极板而存贮电荷。CDM模型就是基于已带电的器件通过管脚与地接触时,发生对地放电引...