在華為等電信設備商的測試需求中，專門強調(diào)了防靜電ESD的回掃特性（snap back）。在為HDMI接口選擇保護器件時，選擇回掃型ESD防護器件，具有超小封裝體積、超低鉗位電壓、超低結電容特性，相比常規(guī)工藝ESD器件防護效果更優(yōu)，且不影響信號完整性，可更有效保護USB端口免受瞬態(tài)過電壓的影響，能為相關電子產(chǎn)品設備加固防護，有效提升消費者使用體驗。

閂鎖效應：

深回掃器件在使用過程中，很容易面臨一個問題——閂鎖效應。閂鎖效應是回掃型ESD器件（如SCR、GGNMOS等）在靜電放電（ESD）保護過程中可能發(fā)生的一種非預期自維持導通現(xiàn)象。閂鎖效應嚴重時會導致電路的失效，甚至燒毀芯片。

常規(guī)型ESD的電壓會隨著IPP（峰值脈沖電流）的增加而等比例增加，呈現(xiàn)出一個較為線性的增長趨勢。深回掃型ESD器件在當電壓達到VT（觸發(fā)電壓）后會瞬間將兩端電壓拉低，進入一個小于工作電壓（VRWM）的較低電壓VHOLD,之后隨著電流的增加電壓逐漸增大；淺回掃型ESD器件在當電壓達到VT（觸發(fā)電壓）后會瞬間將兩端電壓拉低，進入一個稍大于工作電壓（VRWM）的電壓VHOLD，之后隨著電流的增加電壓逐漸增大。

當ESD上的電壓超過觸發(fā)電壓（VT）后，SCR進入回掃（Snap back）狀態(tài)，電壓降至維持電壓（VHOLD）。如果電源電壓（Vdd）高于維持電壓（VHOLD），且電流超過維持電流（IHOLD），SCR會持續(xù)導通，無法自動關斷，形成閂鎖，使元件持續(xù)維持在導通狀態(tài)無法被截止。

淺回掃器件由于可以保證VHOLD>VRWM，不存在閂鎖的風險。

若元件發(fā)生閂鎖效應，信號無法正常傳輸，可能會導致電流持續(xù)增大，引發(fā)金屬線熔斷或器件損壞。閂鎖還可能引發(fā)芯片邏輯異常，電源短路，需斷電重啟才能恢復。反復閂鎖產(chǎn)生的局部高溫可能加速材料老化（如金屬遷移、電遷移），縮短芯片壽命。

閂鎖效應的防范及解除：

如果要將閂鎖效應解除，必須使系統(tǒng)斷電，或者滿足：

Vbias < VHOLD OR Ibias < IHOLD

在芯片ESD防護設計中，需仔細評估維持電壓（VHOLD）、維持電流（IHOLD）與電源電壓（Vdd）的關系，確保閂鎖不會在正常工作條件下被觸發(fā)。（文/潤物隨聲）

審核編輯 黃宇