加強(qiáng)ESD保護(hù)的技巧

在本文章中，我們將介紹各種技巧，電路板設(shè)計(jì)者可以用它們幫助自己實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)所需的ESD等級(jí)，從而保證所選的ESD保護(hù)器件能夠通過(guò)在系統(tǒng)ESD測(cè)試。

　　圖1

　　背景

　　現(xiàn)代電子設(shè)備(從LCD電視到手機(jī))使用的很多芯片集都是采用130nm以下的工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)而成。這些技術(shù)的最低DC電壓容差超過(guò)3.3V，所以ESD脈沖對(duì)這類(lèi)器件的影響是毀滅性的。并且，“板上”或“片上”ESD保護(hù)要求已降至500V，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于8kV 現(xiàn)場(chǎng)要求的典型值。

　　因此，考慮到小型芯片集的弱點(diǎn)，電路板設(shè)計(jì)者不僅需要外部ESD保護(hù)，還需要確保它足夠穩(wěn)定。如先前的白皮書(shū)所述，在受保護(hù)的數(shù)據(jù)線(xiàn)路或I/O引腳上安裝額定電壓為8kV的ESD器件并不能保證在系統(tǒng)測(cè)試時(shí)芯片集本身會(huì)通過(guò)8kV的電壓。

　　通常，ESD器件本身不會(huì)提供充足的保護(hù)，從而導(dǎo)致芯片集過(guò)早損壞。本白皮書(shū)提供了幾點(diǎn)指導(dǎo)意見(jiàn)，設(shè)計(jì)者可以用它來(lái)加強(qiáng)板上ESD保護(hù)。

　　器件布置與布局

　　器件位置和布局對(duì)于讓ESD保護(hù)器發(fā)揮最大效用具有至關(guān)重要的作用。為此，設(shè)計(jì)者最好了解各種寄生電感的板級(jí)效應(yīng)。還特別介紹了電感，因?yàn)?kV ESD(即30A)時(shí)，僅1nH的電感就會(huì)通過(guò)關(guān)聯(lián)在PCB跡線(xiàn)上產(chǎn)生30V的尖峰電壓。

　　在決定ESD器件布局時(shí)，應(yīng)該考慮4種寄生電感，即LESD、LGND、LIC和LPORT，其位置如圖2所示。

　　圖2

　　LESD和LGND能夠提高箝位電壓(或VIC)，而LIC和LPORT則對(duì)設(shè)計(jì)者有利。我們先介紹這2種有害電感。