多樣化的ESD保護(hù)器件應(yīng)對(duì)不同的應(yīng)用需求

什么是ESD

什么是ESD呢?這是當(dāng)兩個(gè)帶電物體(例如人體和電子設(shè)備)彼此接觸時(shí)，便會(huì)釋放出靜電，這種現(xiàn)象便稱為ESD。從人體產(chǎn)生的ESD可以是幾千伏的量級(jí)，當(dāng)該高壓脈沖進(jìn)入被觸摸的電子設(shè)備時(shí)，將導(dǎo)致其內(nèi)部的IC電路的故障或破壞。為了防止由于ESD侵入被觸摸的電子設(shè)備而導(dǎo)致的產(chǎn)品或系統(tǒng)破壞，便需要安裝抑制或消除ESD的對(duì)應(yīng)元器件。

為什么需要ESD器件

需要應(yīng)對(duì)ESD的地方便是在電氣設(shè)備可能與人體或物體接觸的所有點(diǎn)處，都需要采用ESD對(duì)策。示例包括USB2.0、USB3.0、輸出終端、LAN，或是用戶連接或斷開連接器的其他點(diǎn)，以及需要觸摸電子產(chǎn)品的操作按鈕的情況，或者設(shè)備在生產(chǎn)過程中會(huì)接觸到電路板，以及使用連接器將電路板彼此連接的情況。作為ESD對(duì)策安裝在這些點(diǎn)的部件便稱為“ESD保護(hù)器件”。

電子設(shè)備制造商需要制定適當(dāng)?shù)腅SD對(duì)策，以滿足每個(gè)電子設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)，并且已經(jīng)針對(duì)各種目的和產(chǎn)品制定了各種測(cè)試和標(biāo)準(zhǔn)。目前有四種針對(duì)IC電路和電子組件等各種器件的代表性測(cè)試方法，包括IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)，HBM(HumanBody Model，人體模型)、MM(MachineModel，機(jī)器模型)和CDM(ChargedDevice Model，充電器件模型)。在適用的測(cè)試條件下，這些測(cè)試中的每一個(gè)項(xiàng)目都會(huì)根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)在適用的組件和設(shè)備上進(jìn)行。

ESD保護(hù)器件在出廠時(shí)都需要通過測(cè)試，其測(cè)試規(guī)范包含在標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-4-2之中。在測(cè)試時(shí)會(huì)在電路中包括150pF電容器和330Ω的內(nèi)部電阻，并且通過以2kV、4kV、6kV和8kV的順序放電四個(gè)ESD電壓，來評(píng)估產(chǎn)品的擊穿電阻，以了解這些器件的情況。

ESD保護(hù)器件和對(duì)策組件的主要功能是使進(jìn)入器件的ESD能夠逃逸到地面，如果沒有保護(hù)裝置，則具有幾千伏電壓的ESD將直接應(yīng)用于內(nèi)部IC，這將對(duì)芯片帶來嚴(yán)重的影響。

當(dāng)ESD保護(hù)器件安裝在外部接口和IC之間以保護(hù)IC時(shí)，IC的輸入將通過ESD保護(hù)器件接地，使ESD能夠逃逸到地面。在正常驅(qū)動(dòng)電壓(幾伏)下，IC與地隔離，因此不會(huì)損害數(shù)據(jù)通信。當(dāng)向其施加幾千伏電壓時(shí)便將IC電路接地，并且當(dāng)施加幾伏電壓時(shí)將其與地隔離，這是ESD保護(hù)器件的必要功能。

ESD種類和應(yīng)用

ESD保護(hù)器件在操作原理和原材料方面各自不同，以實(shí)現(xiàn)必要的功能。EDS保護(hù)器件大致分為陶瓷基類型和使用硅或聚合物作為原料的半導(dǎo)體基類型。陶瓷基類型則分為兩種，即采用電壓依賴型可變電阻器的壓敏電阻型，和電極間放電的抑制型，半導(dǎo)體基類型則包括齊納(恒定電壓)二極管類型與場(chǎng)效應(yīng)晶體管方法。

雷卯電子是業(yè)界生產(chǎn)ESD保護(hù)器件的專家，同時(shí)提供半導(dǎo)體基類型的ESD保護(hù)器件和聚合物超低電容ESD，可以代替村田的陶瓷基類型，使用電極間放電技術(shù)的LXESA系列，以及采用半導(dǎo)體基類型，使用齊納(恒定電壓)二極管類型與場(chǎng)效應(yīng)晶體管方法的LXEST系列。

半導(dǎo)體基類型的ESD保護(hù)器件使用稱為齊納二極管方法的機(jī)制。齊納二極管由P型半導(dǎo)體(電子不足的條件)和N型半導(dǎo)體(電子過剩的條件)的組合構(gòu)成。當(dāng)施加超過擊穿電壓的過電壓(ESD)時(shí)，硅基ESD保護(hù)器件利用該二極管的技術(shù)將電流傳遞到地。

即使應(yīng)用范圍僅限于日常生活中使用的電子和電氣設(shè)備，使用ESD保護(hù)器件的地方也非常多樣化。此外，采用適當(dāng)?shù)腅SD對(duì)策可以使設(shè)備性能穩(wěn)定，Leiditech半導(dǎo)體的ESD保護(hù)器件具有高性能和高可靠性，并提供完整的產(chǎn)品系列，可用于各種設(shè)備和應(yīng)用。