陜西USB3.0接口ESD保護(hù)元件原理

現(xiàn)代通信技術(shù)和微電子技術(shù)推動(dòng)半導(dǎo)體器件向微型化、高頻高速、高集成度、微功耗方向發(fā)展，從而促進(jìn)半導(dǎo)體材料和工藝的不斷更新。具有良好高頻特性的GaAsSiGeInGaPInP以及一些新型半導(dǎo)體化合物材料通常屬于ESD高敏感材料:高集成度芯片內(nèi)部的細(xì)引線、小間距、薄膜化使器件尺寸進(jìn)一步縮小，氧化層進(jìn)一步減薄，導(dǎo)致器件抗ESD能力越來(lái)越低高速數(shù)字電路、高頻模擬電路普遍使用的CMOS、HBT、MESFET、PHEMT、BiCMOS等工藝，采這些工藝制作的器件明顯具有ESD高敏感特性。IC中的線寬和間距越來(lái)越窄(從兒un到0.07m)，電源電壓越來(lái)越低(從15V到15V)，IC抗ESD損壞的閾值電壓越來(lái)越低。例如，現(xiàn)在通信設(shè)備中大量使用的高速CMOS和BiCMOS器件，采用GaAsFETHBT和PHEMT工藝制作的RFIC和MMIC，使用InGaP、InP材料制作的光器件，高頻芯片中集成的MIM電容等，它們的靜電敏感電壓都在數(shù)百伏，低達(dá)100V，成為ESD高損傷率器件。ESD防護(hù)電路的主要功能是盡量在接口位置把ESD脈沖瀉放到地。陜西USB3.0接口ESD保護(hù)元件原理

ESD靜電放電機(jī)器模型,機(jī)器模型的等效電路與人體模型相似，但等效電容是200pF，等效電阻為0，機(jī)器模型與人體模型的差異較大，實(shí)際上機(jī)器的儲(chǔ)電電容變化較大，但為了描述的統(tǒng)一，取200pF。由于機(jī)器模型放電時(shí)沒(méi)有電阻，且儲(chǔ)電電容大于人體模式，同等電壓對(duì)器件的損害，機(jī)器模式遠(yuǎn)大于人體模型。靜電放電充電器件模型,半導(dǎo)體器件主要采用三種封裝型式(金屬、陶瓷、塑料)。它們?cè)谘b配、傳遞、試驗(yàn)、測(cè)試、運(yùn)輸及存貯過(guò)程中，由于管殼與其它絕緣材料(如包裝用的塑料袋、傳遞用的塑料容器等)相互磨擦，就會(huì)使管殼帶電。器件本身作為電容器的一個(gè)極板而存貯電荷。CDM模型就是基于已帶電的器件通過(guò)管腳與地接觸時(shí)，發(fā)生對(duì)地放電引起器件失效而建立的。青海USB2.0ESD保護(hù)元件原理在中低頻IC內(nèi)部的I/O端口都可以設(shè)計(jì)ESD防護(hù)電路以提高器件的抗ESD能力。

電阻衰減網(wǎng)絡(luò)可以采用圖2中(b)的n形結(jié)構(gòu)，也可以采用T型結(jié)構(gòu)。多階LC高通濾波器可以獲得較好的濾波矩形系數(shù)，當(dāng)濾波器截止頻率高于ESD脈沖主能量成分的頻率，可以把絕人部分ESD能量濾除，因此在較高頻率的高頻端口使用LC高通濾波器，可以獲得很好的SD防護(hù)效果。電阻衰減網(wǎng)絡(luò)和品通濾波器屬于線性無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，不存在響應(yīng)速度的問(wèn)題，根據(jù)高頻電路阻抗特征進(jìn)行優(yōu)良的四配設(shè)計(jì)也有利于改善高頻接口的駐波性能。為了提高ESD防護(hù)效果，ESD防護(hù)電路應(yīng)盡可能靠近高頻端口，而被保護(hù)器件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離端口，同時(shí)應(yīng)盡可能地減小并聯(lián)保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)寄生電感，如圖2(a)中的L1和L2，大的寄生電感將抗拒ESD脈沖電流的快速變化，使ESD電流大部分流入被防護(hù)器件。單級(jí)防護(hù)電路的防護(hù)效果不能滿足要求時(shí)，可以采用防護(hù)二極管、濾波器、衰減器等多級(jí)級(jí)聯(lián)的防護(hù)結(jié)構(gòu)。在選用TVS、開(kāi)關(guān)二極管和R/L/C元件設(shè)計(jì)ESD防護(hù)電路時(shí)，要注意選用的元件、特別是R/L/C元件的能量承受能力要足夠強(qiáng)，不被ESD脈沖損壞，提高防護(hù)電路的可靠性。

靜電的危害：對(duì)人體：在日常生活中，由于環(huán)境干燥、摩擦、穿戴化纖衣物等原因，經(jīng)常導(dǎo)致身體產(chǎn)生靜電，在與金屬接觸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生疼痛感，給人們帶來(lái)較大的心理壓力。有研究表明，當(dāng)人體長(zhǎng)期處于靜電的輻射下時(shí)，人會(huì)出現(xiàn)精神緊張、焦躁、胸悶等不適癥狀，影響正常的工作和生活。02對(duì)工業(yè)：比如在加油站，汽油屬于易燃液體，當(dāng)環(huán)境溫度升高或出現(xiàn)異常情況時(shí)，油品揮發(fā)出的可燃蒸汽與空氣就會(huì)形成性混合物。一旦有火花出現(xiàn)，就可能發(fā)生火災(zāi)，甚至，而靜電放電時(shí)則恰恰能夠提供火花。由此可見(jiàn)，靜電作為能夠提供火花的一種點(diǎn)火源，且其隱蔽性、潛在性、隨機(jī)性和復(fù)雜性為油庫(kù)火災(zāi)或危害埋下了重大的安全隱患。ESD放電具有高頻、快速放電特性，對(duì)防護(hù)器件的響應(yīng)速度要求較高。

靜電放電ESD接觸放電就是是電荷集中到一點(diǎn)然后通過(guò)可接觸的導(dǎo)體直接轉(zhuǎn)移到測(cè)試產(chǎn)品里面，這個(gè)是有預(yù)期的，一般打在控制板附近，固控制板的螺絲、可接觸的引腳上面。ESD空氣放電是電荷集中到***頭頂端保持5秒，通過(guò)慢慢靠近被測(cè)試產(chǎn)品不能導(dǎo)電的部分看電荷能不能擊穿絕緣部分，或者通過(guò)縫隙擊穿空氣進(jìn)去。這個(gè)觸發(fā)是360度隨機(jī)的。這樣的方式可以找到產(chǎn)品的不足之處。一般擊打屏幕縫隙、按鍵縫隙、還有嵌入式的引腳端口等不能直接接觸到導(dǎo)體的地方。靜電干擾電流的放電路徑主要有兩條:一條通過(guò)外殼流向大地，另一條通過(guò)內(nèi)部PCB流向大地。福建USB3.0接口ESD保護(hù)元件電容

ESD靜電保護(hù)元件有高分子材料制程的間隙放電元件，結(jié)電容可以做到0.1pF以?xún)?nèi)。陜西USB3.0接口ESD保護(hù)元件原理

電子元器件制造業(yè)是電子信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，是通信、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字音視頻等系統(tǒng)和終端產(chǎn)品發(fā)展的基礎(chǔ)，其技術(shù)水平和生產(chǎn)能力直接影響整個(gè)行業(yè)的發(fā)展，對(duì)于電子信息產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和做大做強(qiáng)有著重要的支撐作用。目前，我們的生活充斥著各種電子產(chǎn)品，無(wú)論是智能設(shè)備還是非智能設(shè)備，都離不開(kāi)電子元器件的身影。智能化發(fā)展帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)化效益無(wú)疑是更為明顯的，但是在它身后的TVS、ESD、MOV，放電管、保險(xiǎn)絲、繼電器，二三極管MOS管、晶振，NTC，PPTC，電容前景廣闊。新型顯示、智能終端、人工智能、汽車(chē)電子、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用產(chǎn)品、移動(dòng)通信、智慧家庭、5G等領(lǐng)域成為中國(guó)電子元器件市場(chǎng)發(fā)展的源源不斷的動(dòng)力，帶動(dòng)了電子元器件的市場(chǎng)需求，也加快電子元器件更迭換代的速度，從下游需求層面來(lái)看，電子元器件市場(chǎng)的發(fā)展前景極為可觀。電子元器件行業(yè)位于產(chǎn)業(yè)鏈的中游，介于電子整機(jī)行業(yè)和電子原材料行業(yè)之間，其發(fā)展得快慢，所達(dá)到的技術(shù)水平和生產(chǎn)規(guī)模，不但直接影響著整個(gè)電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而且對(duì)發(fā)展信息技術(shù)，改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，提高現(xiàn)代化裝備水平，促進(jìn)科技進(jìn)步都具有重要意義。陜西USB3.0接口ESD保護(hù)元件原理

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