北京BNC接口ESD保护元件选型

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。因CMOS使用**为***的工艺之一，所以MOS器件成使用**为普遍的ESD保护器件。采用MOS器件作为芯片的ESD防护架构示例如图3所示。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，即栅接地的NMOS（Gate-Grounded NMOS，GG-NMOS）和栅接电源的PMOS（Gate-VDD PMOS，GD-PMOS）。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。因CMOS使用**为***的工艺之一，所以MOS器件成使用**为普遍的ESD保护器件。采用MOS器件作为芯片的ESD防护架构示例如图3所示。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，即栅接地的NMOS（Gate-Grounded NMOS，GG-NMOS）和栅接电源的PMOS（Gate-VDD PMOS，GD-PMOS）。单位面积的ESD防护能力大致如下：SCR＞MOS＞Diode（反向击穿）。北京BNC接口ESD保护元件选型

高频信号接口的ESD防护电路设计主要是致力于降低防护电路的并联结电容和串联电感，并要求防护器件有ns级的响应速度。在GHz以下的电路中选用低容值TVS和低容值快速开关二极管是比较廉价的方案，在GHz以上的电路中选用LC高通滤波器会有更加理想的ESD防护效果。ESD防护电路的防护能力与选用的防护器件、被保护器件的ESD敏感度、电路结构形式、布线等因素密切相关，一般无法直接确定一个防护电路单元的防护能力，必须把防护电路单元和被保护的具体电路作为一个整体并按照标准IEC61000-4-2的测试方法进行测试，以确定一个实际电路的防护效果。广东以太网接口ESD保护元件参数ESD防护电路主要采用“过压防护”的原理，通过隔离、箝位(限幅)、衰减、滤波等降低ESD冲击电压。

ESD防护电路主要采用“过压防护”的原理，通过隔离电路、箝位(限幅)电路、衰减电路、滤波电路等降低ESD冲击电压、限制脉冲电流的大小，使其降低到被保护器件可以承受的程度。ESD脉冲频谱的高频信号特征和高频电路分布参数的严格约束使得在高频电路中防护器件的可选择性很小，在高频电路中进行ESD防护设计的难度增火。ESD脉冲具有持续时间短(ns~数百ns级)，能量较低(微焦耳级)的特征，频谱分布在数百KHz到数GHz的范围，其能量主要集中在数MHz到数百MHz的范围内，由于ESD的高频、快速放电特性，其防护电路要求比一般的电浪涌防护电路具有更快的响应速度和良好的高频性能。

人体放电模型（HBM）是静电放电（ESD）模型的一种，是分析电子元件对静电放电耐受性特性时，**常使用的模型。人体放电模型是模拟带有静电的人碰到电子元件时，在几百纳秒（ns）的时间内产生数安培的瞬间放电电流。对2千伏的ESD放电电压而言，其瞬间放电电流的尖峰值大约是1.33安培。1.HBM：HumanBodyModel，人体模型：该模型表征人体带电接触器件放电，Rb为等效人体电阻，Cb为等效人体电容。等效电路如下图。图中同时给出了器件HBM模型的ESD等级。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。

国际电工委员会(Internationa1日ectrotechnicalCommission，IEC)制定了测试标准IEC61000-4-2来评价电子设备的ESD抗扰度等级。但人们在研究静电放电的危害时，主要关心的是静电放电产生的注入电流对电火工品、电子器件、电子设备及其他一些静电敏感系统的危害，忽视了静电放电的电磁脉冲效应，直到20世纪90年代初Wilson才***提出ESD过程中产生的辐射场影响。IEC61000-4-2标准虽几经修改，规范了ESD模拟器对水平耦合板和垂直耦合板的放电方式，但没有关于ESD辐射场的明确规定，对ESD模拟器也*规定了放电电流的典型波形和4个关键点参数。通常被测设备(equip—mentundertest，EUT)是易受电磁场影响的。许多学者在实际测试时发现，由于ESD模拟器内部继电器与接地回路等因素的影响，符合IEC61000-4-2标准要求的不同END模拟器所得测试结果并不相同。目前ESD静电保护元件结电容可做到0.1pF以内。北京BNC接口ESD保护元件选型

静电干扰电流的放电路径主要有两条:一条通过外壳流向大地，另一条通过内部PCB流向大地。北京BNC接口ESD保护元件选型

电阻衰减网络可以采用图2中(b)的n形结构，也可以采用T型结构。多阶LC高通滤波器可以获得较好的滤波矩形系数，当滤波器截止频率高于ESD脉冲主能量成分的频率，可以把绝人部分ESD能量滤除，因此在较高频率的高频端口使用LC高通滤波器，可以获得很好的SD防护效果。电阻衰减网络和品通滤波器属于线性无源网络，不存在响应速度的问题，根据高频电路阻抗特征进行优良的四配设计也有利于改善高频接口的驻波性能。为了提高ESD防护效果，ESD防护电路应尽可能靠近高频端口，而被保护器件应尽量远离端口，同时应尽可能地减小并联保护网络的串联寄生电感，如图2(a)中的L1和L2，大的寄生电感将抗拒ESD脉冲电流的快速变化，使ESD电流大部分流入被防护器件。单级防护电路的防护效果不能满足要求时，可以采用防护二极管、滤波器、衰减器等多级级联的防护结构。在选用TVS、开关二极管和R/L/C元件设计ESD防护电路时，要注意选用的元件、特别是R/L/C元件的能量承受能力要足够强，不被ESD脉冲损坏，提高防护电路的可靠性。北京BNC接口ESD保护元件选型

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