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靜電防護的方法

更新時間:2024-05-21      點擊次數(shù):2207

一、前言

在電子產(chǎn)品制造和使用中,靜電放電往往會損傷器件,甚至使產(chǎn)品失效造成嚴重損失。因此,靜電防護就顯得尤為重要,在不同的產(chǎn)品中,對靜電的防護方案采用也各不相同。

二、PCB板設(shè)計

在早期對于靜電的防護沒有太多針對性的產(chǎn)品,所以基本都是從設(shè)計上去優(yōu)化,比如合理的串聯(lián)電阻限流來提高電路中的ESD保護能力。有一種比較另類的方案,通過在PCB板上設(shè)計多個露銅鋸齒對結(jié)構(gòu)來達到高壓下?lián)舸┬狗怕窂健?/span>

這種方案結(jié)構(gòu)簡單,但是其間距也是十分講究,通過公式S=U/E計算,為保證3kv以上的電壓正常放電,兩尖()端子間距要控制在約1mm,好處是降低了成本,但是缺點也是顯而易見的,因為是外放電,所以觸點不能涂敷阻焊層,表面氧化后放電能力會變?nèi)酰壹猓ǎ┒朔烹娪欣‖F(xiàn)象,放電附近與上方不能有易燃或敏感器件。

三、高分子放電器

高分子靜電管命名時因為其構(gòu)成主要由聚合物電壓誘變材料與高電分子材料組成,因為本體是由高絕緣體構(gòu)成,所以結(jié)電容可以做到很小(可達0.015pF),但是同時器件的擊穿電壓相對其它靜電管產(chǎn)品會高出很多,擊穿后鉗位電壓會迅速回落到低于擊穿電壓的范圍,在車載以太網(wǎng)上端口有部分方案應(yīng)用。這種產(chǎn)品的優(yōu)缺點很明顯:

  • 優(yōu)點:結(jié)電容很低,在高頻電路上很合適;

  • 缺點:極()高的擊穿電壓與較高的鉗位電壓,對電壓比較敏感的電路可能需要二級防護才能適用。

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四、壓敏放電管

壓敏放電管看材料特性比較像壓敏電阻,差別在于壓敏電阻是電壓變大阻值也跟著變大,而壓敏放電管是電壓變大其內(nèi)阻從無窮大變小,到達擊穿電壓呈低阻態(tài)將電流泄放對地,結(jié)構(gòu)上在兩邊的電極中間用氧化鋅進行填充,當?shù)竭_擊穿電壓氧化鋅就處于導(dǎo)通狀態(tài)。相對高分子擊穿電壓與鉗位電壓會更低點,結(jié)電容無法做到高分子那種極低的參數(shù)。

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五、半導(dǎo)體TVS管

目前比較主流一種方案,采用半導(dǎo)體的PN結(jié)雪崩效應(yīng)來達到過壓泄放效果,特點能精確控制到很低的擊穿電壓與極低的鉗位電壓,且一致性與可靠性高,通過對晶圓的設(shè)計能達到很高的電流通流量。對于特殊的應(yīng)用場景比如需要高擊穿電壓與極低的鉗位電壓可以通過晶圓設(shè)計SCR類回掃的產(chǎn)品。

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六、總結(jié)

通過幾種不同方案的描述,可以發(fā)現(xiàn)不同類型的產(chǎn)品非常明顯,實際應(yīng)用中不存在某一種是絕對的選擇,具體還需要結(jié)合應(yīng)用場S景需求進行選型。


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