重庆USB3.0接口ESD保护元件应用

防护管一般和被保护电路并联。防护管的串联寄生电感会阻止ESD脉冲泻放到地，降低ESD防护能力。防护管的结电容产生的容抗和被保护电路I/0端口的特征阻抗并联，当防护管的结电容较大时，在高频下的容抗较小，会严重改变接口的的阻抗特性和频谱特性。防护器件的结电容是影响信号质量的主要因素，在高频接口要求防护器件的结电容要尽量小。现在各种电浪涌防护管的结电容要做到很小(小于2pF)还有较大难度，因此现有的防护器件直接用于GHz和Gbps以上的高频接口的ESD防护将对信号质量产生不可容忍的影响。防护器件要具有双极性(双向)防护功能，其响应时间小于ns级时，对ESD脉冲才具有较好的防护效果，响应速度越快其防护效果越好。防护管的箱位电压(或导通电压)低于高频信号峰值电平时也会对高频信号产生限幅效应，箝位电压过高则ESD防护效果差，这增加了较高峰值能量的高频接口的ESD防护电路设计的难度。静电保护元件可提供多种封装形式。重庆USB3.0接口ESD保护元件应用

ESD静电的来源,在电子制造业中，静电的来源是多方面的，如人体、塑料制品、有关的仪器设备以及电子元器件本身。人体是**重要的静电源，这主要有三个方面的原因：1、人体接触面广，活动范围大，很容易与带有静电荷的物体接触或摩擦而带电，同时也有许多机会将人体自身所带的电荷转移到器件上或者通过器件放电；2、人体与大地之间的电容低，约为50一250pF，典型值为150PF，故少量的人体静电荷即可导致很高的静电势；3、人体的电阻较低，相当于良导体，如手到脚之间的电阻只有几百欧姆，手指产生的接触电阻为几千至几十千欧姆，故人体处于静电场中也容易感应起电，而且人体某一部分带电即可造成全身带电。天津天线接口ESD保护元件电压单位面积的ESD防护能力大致如下：SCR＞MOS＞Diode（反向击穿）。

静电可吸附空气中很多的浮尘并且通电性越大、吸附浮尘的数目就越大，而浮尘中通常带有很多种有毒物质和病原菌，轻则刺激性肌肤，危害肌肤的光泽度和鲜嫩，重则使肌肤起癍长疮，更明显的还会继续引起慢性***和心率失常等病症。静电造成主要是与衣着相关，化学纤维类服饰摩擦会“生电”。干燥的时节，这类慢慢累积上去的静电工作电压超出3000伏时，便会造成“打架”状况，充放电时可听见“哗啦啦”的响声，摸电导体的手觉得麻痛。人的身上的静电尽管工作电压很高，但电流量不大，不容易发生相近“触电事故”的风险。

由于这种SCR的触发要靠Nwell和Pwell结的击穿来实现，在CMOS工艺中，其击穿电压大约有几十伏，远高于一般器件的栅氧击穿电压，达不到ESD防护的效果。因此对于低压CMOS芯片而言，SCR的触发电压需要通过一些方法降低，以满足芯片的保护要求。SCR的高It2使得器件可以以很小的宽度达到芯片的抗ESD要求，因此使用SCR器件可以有效的降低由ESD器件带来的寄生电容，这一点对于RF芯片的ESD设计非常有利。由于这种SCR的触发要靠Nwell和Pwell结的击穿来实现，在CMOS工艺中，其击穿电压大约有几十伏，远高于一般器件的栅氧击穿电压，达不到ESD防护的效果。因此对于低压CMOS芯片而言，SCR的触发电压需要通过一些方法降低，以满足芯片的保护要求。SCR的高It2使得器件可以以很小的宽度达到芯片的抗ESD要求，因此使用SCR器件可以有效的降低由ESD器件带来的寄生电容，这一点对于RF芯片的ESD设计非常有利。为防止ESD器件在芯片正常工作时导通，MOS的栅极总是采用关断的连接方式。

在ESD设计中，Diode是一种常见的器件。图2为Diode的一种典型应用情况，在VDD相对于VSS发生PositiveESDPulse时，Diode发生雪崩击穿并释放ESD电流，从而保护内部电路不受ESD影响。但由于二极管完全通过雪崩击穿释放ESD电流，在大电流下器件的功耗很大，因此这种模式下二极管的抗ESD能力往往很低，器件的微分电阻也较大；而在VDD相对于VSS发生NegativeESDPulse时，该Diode为正偏并释放ESD电流，由于二极管的正向导通电压很小，此模式下器件的功耗很小，因此其抗ESD能力非常强。由于Diode在正偏和反偏两种状态下的ESD能力差别非常大，因此目前在使用二极管作ESD保护器件时往往会采用非常大的器件面积提升二极管反偏状态下的ESD能力，如此一来，缺点是非常明显的，它增大了ESD器件的面积占用，更为严重的是，对于高频引脚而言，此方式会带来较大的寄生电容，使引脚的频率特性变差。防静电的四项基本原则一：等电位连接，与敏感器件接触的导体实现等电位连接，避免因导全带静电发生放电。天津天线接口ESD保护元件电压

MOS与BJT用于ESD放电保护原理基本上是一样的，均是通过寄生的BJT来释放ESD电流。重庆USB3.0接口ESD保护元件应用

开车外出也要注意静电的防护，在加油站时，一定要防范静电，加油前先放电，一般情况下，自助加油机本身就能够释放静电。自助加油机上的键盘，它的材质是金属并且是直接与地相接触的，车主在加油前输入自己的加油信息时就已将身上所携带的静电释放出去了。当然，比较好能够在加油前，先把手按压在自助加油机的释放静电按钮上放电，这样会更加安全。正确使用加油枪，加油前，比较好将加油枪在油箱口轻碰一下以消除静电。在加油时将油***尽量深入油箱口，这样可以减少汽油蒸汽的挥发，相当于从源头上减少了起火介质。如果油箱口冒火，千万不要惊慌，应马上停止加油作业，然后将加油枪口远离油源，迅速用灭火器将火扑灭。重庆USB3.0接口ESD保护元件应用

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