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ESD問題的解決之道

發布時間: 2021/1/13 14:22:10 | 671 次閱讀

在ESD的破壞中,靜電會對I/O端口造成毀滅性損害,有可能造成數據位重影、產品損壞直至造成電子設備“硬故障”或元器件損壞。所以工程師需要考慮設計中的ESD問題并掌握解決之道。
瑞隆源電子認為目前便攜產品中越來越多的采用低功率邏輯芯片,由于金屬氧化半導體(MOS)電介質擊穿和雙極反向結電流的限制,這些邏輯芯片對 ESD非常敏感?刂艻/O端口(USB端口、以太網端口等)的IC芯片更不例外,因為它們大多數都是以CMOS工藝為基礎來設計和制造的,這導致IC芯 片對ESD造成的損害非常敏感。 另外,大多數的I/O端口(尤其是USB端口)都是熱插拔系統,極易受到由用戶或空氣放電造成的ESD影響。由此可見,ESD保護在當今的便攜和USB應 用中是非常必要的。瑞隆源電子特別針對USB應用設備提出了解決方案.
有工程師對T1/E1接口設計中加裝TVS器件后的保護作用提出疑問,瑞隆源電子認為在電源線上增加TVS器件有助于解決來自電源端口的ESD問題,并強調TVS要連接到電源的Vcc和地以防止電源出現ESD干擾。
在回答工程師提出的有關綜合考慮ESD保護的問題時,瑞隆源電子認為綜合考慮ESD保護要從三個方面入手:
1、芯片的ESD容量;2、PCB版圖設 計;3、機械設計。
他表示好的PCB版圖設計應該盡量增大接地面積、縮短PCB走線,他特別強調TVS陣列可以有效解決ESD問題。
針對ESD引起的共模干擾,瑞隆源電子指出通?梢允褂霉材6罅魅騎VS陣列來解決ESD問題和完成EMI濾波,在電路中共模扼流圈串行連接,TVS并行接在電路中。除考慮用器件解決ESD問題外,我們也可以遵循一些基本規則來解決PCB的ESD問題:
1、盡可能使用多層PCB 相對于雙面PCB而言,地平面和電源平面以及排列緊密的信號線-地線間距能夠減小共模阻抗(common impedance)和感性耦合,使之達到雙面PCB的1/10到1/100。
2、盡量地將每一個信號層都緊靠一個電源層或地線層。對于頂層和底層表面都有元器件、具有很短連接線以及許多填充地的高密度PCB,可以考慮使用內層線。大多數的信號線以及電源和地平面都在內層上,因而類似于具備屏蔽功能的法拉第盒。
3、對于雙面PCB來說,要采用緊密交織的電源和地柵格。通常的解決原則是要通過測試-解決問題-重新測試這樣的周期,每一個周期都可能至少影響到一塊PCB的設計。在PCB設計過程中,通過預測可以將絕大多數設計修改僅限于增減元器件。

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