高性能的便攜應(yīng)用ESD保護(hù)方案

　　外部保護(hù)元件比較及其性能測試

　　常見的外部保護(hù)元件有壓敏電阻、聚合物和硅瞬態(tài)電壓抑制器(TVS)等，它們所采用的材料分別是金屬氧化物、帶導(dǎo)電粒子的聚合物和硅。壓敏電阻在低電壓時(shí)，呈現(xiàn)出高電阻，而在較高電壓時(shí)電阻會下降。帶導(dǎo)電粒子的聚合物在正常電壓下相當(dāng)高的電阻，但當(dāng)遭受ESD應(yīng)力時(shí)，導(dǎo)電粒子間的小間隙會成為突波音隙陣列，從而帶來低電阻路徑。TVS則為采用標(biāo)準(zhǔn)與齊納二極管特性設(shè)計(jì)的硅芯片元件。TVS元件主要針對能夠以低動態(tài)電阻承載大電流的要求進(jìn)行優(yōu)化，由于TVS元件通常采用IC方式生產(chǎn)，因此我們可以看到各種各樣的單向、雙向及以陣列方式排列的單芯片產(chǎn)品。

　　在這幾種外部保護(hù)元件中，TVS元件的大電流導(dǎo)電率極佳，且在重復(fù)應(yīng)力條件下仍能維持優(yōu)異性能，不存在壓敏電阻或聚合物等其它保護(hù)元件使用增多后會出現(xiàn)性能下降的問題，而且新的ESD元件具有極低的電容，非常適合高速數(shù)據(jù)線路的ESD保護(hù)。而越是高速的應(yīng)用，越是要求ESD保護(hù)元件具有更低的電容及更低的鉗位電壓。

　　圖1：安森美半導(dǎo)體集成硅ESD保護(hù)元件擁有比競爭器件更優(yōu)的鉗位電壓性能。

　　電子系統(tǒng)必須能夠在IEC 61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)測試條件下存續(xù)。為了對上述幾種外部ESD保護(hù)元件進(jìn)行更加直接的比較，對壓敏電阻、聚合物、安森美半導(dǎo)體半導(dǎo)體硅保護(hù)元件及性能最接近的硅競爭器件，首先施以IEC 61000-4-2 ±8 kV ESD接觸放電脈沖，并通過示波器截取其ESD鉗位電壓波形進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)安森美半導(dǎo)體的硅ESD保護(hù)元件擁有低得多的鉗位電壓，不僅優(yōu)于壓敏電阻和聚合物等無源元件，更優(yōu)于性能最接近的硅競爭器件，參見圖1 。