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电路中的静电防护办法

1、并联放电器件。常用的放电器件有TVS,齐纳二极管,压敏电阻,气体放电管等。如图1.1、齐纳二极管

1、并联放电器材。

常用的放电器材有TVS,齐纳二极管,压敏电阻,气体放电管等。如图

1.1、齐纳二极管( Zener Diodes ,也称稳压二极管 ) 。 使用齐纳二极管的反向击穿特功能够维护 ESD灵敏器材。可是齐纳二极管一般有几十 pF 的电容,这关于高速信号(例如 500MHz)而言,会引起信号畸变。齐纳二极管对电源上的浪涌也有很好的吸收作用。

1.2、瞬变电压消除器 TVS(Transient Voltage Suppressor) 。 TVS 是一种固态二极管,专门用于避免 ESD 瞬态电压损坏灵敏的半导体器材。与传统的齐纳二极管比较, TVS 二极管 P/N 结面积更大,这一结构上的改善使 TVS

具有更强的高压承受能力,一起也降低了电压截止率,因而关于维护手持设备低作业电压回路的安全具有更好作用。

TVS二极管的瞬态功率和瞬态电流功能与结的面积成正比。该二极管的结具有较大的截面积,能够处理闪电和 ESD所引起的高瞬态电流。TVS也会有结电容,一般0.3个pF到几十个pF。TVS有单极性的和双极性的,使用时要注意。手机上用的TVS大约0.01$,低容值的约2-3分$。

1.3、多层金属氧化物结构器材 (MLV),大陆一般称为压敏电阻。 MLV也能够进行有用的瞬时高压冲击按捺,此类器材具有非线性电压 – 电流 ( 阻抗体现 ) 联系,截止电压可达开始间断电压的 2 ~ 3倍。这种特性合适用于对电压不太灵敏的线路和器材的静电或浪涌维护,如电源回路,按键输入端等。手机用压敏电阻约0.0015$,大约是TVS价格的1/6,可是防护作用没有TVS好,且压敏电阻有寿数老化。

2、串联阻抗

一般能够经过串联电阻或许磁珠来约束ESD放电电流,到达防静电的意图。如图。如手机的高输入阻抗的端口能够串1K欧电阻来防护,如ADC,输入的GPIO,按键等。不要忧虑0402的电阻会被打坏,实践证明是打不坏的。这儿不详细分析。用电阻做ESD防护几乎不添加本钱。假如用磁珠,磁珠的价格大约0.002$,和压敏电阻差不多.

3、添加滤波网络

前面提到了静电的能量频谱,假如用滤波器滤掉首要的能量也能到达静电防护的意图。

关于低频信号,如GPIO输入,ADC,音频输入能够用1k+1000PF的电容来做静电防护,本钱能够疏忽,功能不比压敏电阻差,假如用1K+50PF的压敏电阻(下面讲的复合防护办法),作用更好,经历证明这样防护作用有时超越TVS。

关于射频天线的微波信号,假如用TVS管,压敏等容性器材来做静电防护,射频信号会被衰减,因而要求TVS的电容很低,这样添加ESD办法的本钱。关于微波信号能够对地并联一个几十nH的电感来为静电供给一个放电通道,对微波信号几乎没有影响,关于900MHZ和1800MHz的手机经常用22nH的电感。这样能把静电首要能量频谱上的能量吸收掉许多。

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