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2008年3月21日主讲：熊育宜内容：讲述ESD器件的分类，特点选型，应用等。电话：020-22644358ESD器件介绍广州周立功单片机发展有限公司及其衍生公司，总注册资金达二仟万元。是专业从事单片机与嵌入式系统的推广应用、技术服务和营销,专业从事电子产品的开发生产及应用的技术导向型公司。是国际ODVA现场总线CAN-bus协会成员、美国NXP（原PHILIPS半导体）、LUMINARY、SIPEX、CATALYST、ATECL，英国ARM公司、德国KEIL公司的特许经销商及技术合作商。其中广州致远电子有限公司是专注于研发生产嵌入式开发工具与测试仪器的高新技术企业。对策选型原理ESD现象ESD现象在干燥的天气里，当你去接触另外一个人的时候，你有没有被触电的感觉？有没有遇上下面的情况：在实验室开发好的产品，测试完全通过，但到了客户手里用了一段时间之后，出现异常现象，甚至是产品失效需要返修，并且故障率往往也不很高（1%以下）？ESD：ElectroStaticDischarge,即“静电放电”之意。ESD会导致产品失效（产品不可靠）客户抱怨利润降低高返修率对策选型原理ESD现象ESD原理电荷积累快速放电处于不同电位的物体间静电荷出现快速转移。ESD原理摩擦、接触、感应、传导等引起物质获得或失去电子，从而带电。当电荷积累到足够强度时，电荷将可能泄放，造成周围物质被击穿，从而得到新的电平衡，称为静电放电。由于速率快，放电电阻小，往往会造成瞬时大电流，可能超过20安培。这种放电如果经过了集成电路，这么大的电流往往会对电路造成损害。或者这种放电会使到器件功能退化，到了对策选型原理ESD现象对策•所有的元器件、组件和设备在焊接、组装、调试和实际使用的全寿命过程中都有可能受到静电或ESD的破坏或损伤。•所以对元器件、组件和设备要有一定的抗静电能力才能保证其静电安全，就像人本身要有一定的抗病毒能力样。单向ESD器件1.反向接在电路中，反向起作用2.ESD脉冲通过时，超过VRWM的电压被短路掉3.不能保护负的ESD脉冲双向ESD器件1.双向PESD系列一端接要保护的线路，一端接地，无论来自反向还是来自正向的ESD脉冲均被释放，更有效地保护了IC2.应用于信号既高于又低于地，即双极性的信号。如RS232、运放等对策选型原理ESD现象基础知识NXPESD选型篇NXPESD应用篇参数选型•ESDrating箝位电压•Cline结电容•PPP峰值脉冲功率•VRWM反向关断电压•Cline：为保护器件的寄生电容，数据率越高，线路上使用的ESD保护器件的结电容要越低，否则将破坏数据信号•VRWM：反向关断电压，应大于或等于被保护线路的操作电压。PPP峰值脉冲功率，保护器件能吸收瞬时脉冲的能量•ESDrating箝位电压，即许可通过保护器件的最大电压，应小于保护器件的最大耐压首先，根据被保护线路的信号速度来考虑，速度越高，需要选择CD越小的器件；再根据信号电压选择合适的VRWM；根据极性选择单向还是双向；最后考虑需要抗多高的静电和PPP峰值功率，并结合需要保护的管脚（线路）数量，选择单路或多路的ESD型号。对于多路信号需要保护，如果布线方便，可以使用多路ESD，如果布线复杂，则组合使用多个，以便更接近被保护管脚。基础知识NXPESD选型篇NXPESD应用篇NXPESD优点•非常低的箝位电压；•非常出色的ESD防护能力，高达30KV；•完全符合IEC61000-4-2，Level4标准和HBMMIL-Std883，class3认证；•非常低的结电容，低至1pF；•超低的漏电流，远小于1μA；•快速的响应时间，远小于1ns；•无铅超小封装。NXPESD保护器件分3类：•基于齐纳二极管（ZenerBasic）的PESD系列；•轨到轨（RTR＋Zener混合）的PRTR系列•混合了EMI滤波器，缓冲器，电平转换等功能的IP系列。PESD系列•PESD系列是基于齐纳二极管的，高压脉冲通过反向导通释放掉，从而保护了IC。•其按结电容大小划分为：标准（50pF），低（=50pF），很低（=20pF）,极低（=5pF）等多个档次。•电路信号越高需要的结电容越小。•其工作电压不可编程，只能按照固定的反向电压档来选择，只需要一个参考电压（一般是Vss）。•价格便宜。•通常用于保护I/O线路。极低容抗25pF用于音频，视频，IEEE1284，USB1.1，RS485等领域。标准容抗用于常规场合PRTR系列•PRTR系列中有成对的开关二极管，还集成了一个齐纳二极管，是“轨到轨”加上“齐纳二极管”的组合。其结电容一般10pF，用于高速通讯场合。其工作电压可以编程，需要两个参考源。一般用于正负电平的数据通讯场合。中间接被保护线路VREF1接正参考源（一般接电源）VREF2接负参考源（一般接地）容抗5pF用于IEEE1394,USB2.0等高速通信场合IP系列•IP系列是NXP为手持电子设备和消费类电子产品保护高速通讯端口而推出的，不但包含ESD保护功能，还集成了EMI滤波、电平切换、缓冲等功能。使之满足成本和电路板空间都有苛刻要求的应用，如：手机，VGA，LCDTV，HDMI，USB，音频，视频，TCP/IP，STB，LVDS等。•IP系列对各种应用有很强的针对性，应用方法非常简单，基础知识NXPESD选型篇NXPESD应用篇USB2.0的保护（PRTR5V0U4D用于双路USB）Audio线路的保护在音频数据线路保护方面，由于音频回路的信号速率比较低，对器件电容的要求不太高，100pF左右都是可以接受的麦克风/话筒的保护SD卡的保护MMC多媒体卡的保护DVI/HDMI的保护低电容保证了数据线的高速性和完整性，一般情况下，如果用于视频领域，因为数据的传送速度高达480Mbps以上，因为要用低电容3pF的器件。OWER！！！