ESD与EOS(surge)防护器件选型

简介: ESD与EOS(surge)防护器件选型

ESD:electronstatic discharge  静电放电

现象:有限的大量的电荷在不同电位体之间快速转移的一种放电现象。

产生原因:摩擦,接触,耦合感应等。

特点:时间短(ns级),电压高(kv),电流大(A)。

测试规范与方法:IEC61000-4-2,ESD GUN


EOS:electrical over stress  电性过应力

现象:高压或者大电流导致芯片内部损坏,发热,从而伴随着外部烧糊的现象。

产生原因:感应,累计浪涌等。

特点:时间长(us级),电压跟电流视情况而定。

测试规范与方法:IEC61000-4-5,EOS tester(surge generator)


640.jpg


ESD模拟方法:静电枪(ESD GUN)也是ESD保护能力测试工具。


640.jpg


ESD保护能力等级评估:


640.jpg


ESD选型重要参数:


A:钳位电压:决定保护系统的能力。

640.png


注意:图中表的+6KV时候的钳位电压为11.5V,放在现在相当于+8KV的钳位电压。


640.jpg


B:Vrwm:被保护的电源或讯号线的最高工作电压。


VRWM是指reverse stand-off voltage,用来只是该颗料可以工作在什么电压范围内。

信号线的电平:

1.5V:DP    USB3.0:TX/RX

3.3V:HDMI   USB2.0:D+/D-


C:单向或双向:被保护电源或讯号线是否可能出现正电压或者负电压。


单向的信号区域只是正的,而双向TVS的信号区域可以是正或者负的。

可以从TVS的模型看出来:

只有一个齐纳二极管的是单向的,有两个齐纳二极管背靠背或者正对着的是双向的。

640.png


例如RS232 Audio等需要用双向的。


D:电容值:电容值越低,在高速应用中,对信号完整性得到影响越低。


电容值应该从规格书上怎样读出来呢:


640.jpg


注意:是红色框框里面的值。


E:Ipp:是否有EOS(surge)防护的需求。


640.png


注意:很多国产的datasheet会标出Ppk,这是没有参考意义的,为什么呢,请自己思考下,然后留言你的看法,或者后台回复Ppk”查看答案。


640.png


F:封装与脚位:尽量选择集成高的array,就是选择多通道,小封装的意思;尽量方便layout。


最好采用Feed-Through Package Design,如下图type-c:


640.jpg


最后注意,在设计ESD跟EOS的时候,记得预先了解需要达到的ESD等级:

如空气8KV,接触4KV,需要达到class A或者是class B.


EOS 是在ESD的基础上面加强去防护EOS的,所以EOS可能能够防护ESD,而ESD不一定能够防护EOS。

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