河南天线接口ESD保护元件封装

时间:2023年03月12日 来源:

电阻衰减网络可以采用图2中(b)的n形结构,也可以采用T型结构。多阶LC高通滤波器可以获得较好的滤波矩形系数,当滤波器截止频率高于ESD脉冲主能量成分的频率,可以把绝人部分ESD能量滤除,因此在较高频率的高频端口使用LC高通滤波器,可以获得很好的SD防护效果。电阻衰减网络和品通滤波器属于线性无源网络,不存在响应速度的问题,根据高频电路阻抗特征进行优良的四配设计也有利于改善高频接口的驻波性能。为了提高ESD防护效果,ESD防护电路应尽可能靠近高频端口,而被保护器件应尽量远离端口,同时应尽可能地减小并联保护网络的串联寄生电感,如图2(a)中的L1和L2,大的寄生电感将抗拒ESD脉冲电流的快速变化,使ESD电流大部分流入被防护器件。单级防护电路的防护效果不能满足要求时,可以采用防护二极管、滤波器、衰减器等多级级联的防护结构。在选用TVS、开关二极管和R/L/C元件设计ESD防护电路时,要注意选用的元件、特别是R/L/C元件的能量承受能力要足够强,不被ESD脉冲损坏,提高防护电路的可靠性。MOS与BJT用于ESD放电保护原理基本上是一样的,均是通过寄生的BJT来释放ESD电流。河南天线接口ESD保护元件封装

在高频接口还可以采用电阻衰减网络和LC滤波电路形成ESD保护。电阻衰减网络在很宽的频带范围都有较好的适应性,但是它在衰减ESD脉冲的同时,对高频信号进行同比例衰减,改变了电路系统的增益分配,而且在低噪声要求的高频接口不能采用此方法。从图1的ESD频谱可见,数百MHz以下的高频接口很难使用滤波方法实现ESD防护,只有在GHz以上的高频接口且使用LC高通滤波器才具有可实现性。适用于高频信号接口的ESD防护电路必须有很小的并联结电容、较小的串联电感和很快的响应速度,这对防护器件参数的选取、PCB布局的寄生参数控制、阻抗匹配以及布板面积都有较高的要求,实际实现起来并不简单。河南天线接口ESD保护元件封装在中低频IC内部的I/O端口都可以设计ESD防护电路以提高器件的抗ESD能力。

ESD防护电路对高频信号质量的影响与改进。ESD防护电路的引入会影响电路的信号传输质量,使信号的时延、频响、电平等发生变化。在高频电路中,防护电路引起电路参数的改变而影响电路的阻抗匹配,防护器件的导通特性也会引起信号的衰减、畸变、限幅等效应。防护器件的结电容、箱位电压(成导通电压)是影响高频信号质量的关键因素。信号频率高于1GHz时,直接采用TVS和开关二极管作ESD防护,其结电容很难满足线路信号质量的要求,此时需要采用降低防护电路并联结电容的措施或采用LC高通滤波器结构。

防护管一般和被保护电路并联。防护管的串联寄生电感会阻止ESD脉冲泻放到地,降低ESD防护能力。防护管的结电容产生的容抗和被保护电路I/0端口的特征阻抗并联,当防护管的结电容较大时,在高频下的容抗较小,会严重改变接口的的阻抗特性和频谱特性。防护器件的结电容是影响信号质量的主要因素,在高频接口要求防护器件的结电容要尽量小。现在各种电浪涌防护管的结电容要做到很小(小于2pF)还有较大难度,因此现有的防护器件直接用于GHz和Gbps以上的高频接口的ESD防护将对信号质量产生不可容忍的影响。防护器件要具有双极性(双向)防护功能,其响应时间小于ns级时,对ESD脉冲才具有较好的防护效果,响应速度越快其防护效果越好。防护管的箱位电压(或导通电压)低于高频信号峰值电平时也会对高频信号产生限幅效应,箝位电压过高则ESD防护效果差,这增加了较高峰值能量的高频接口的ESD防护电路设计的难度。通过串联的方式可以有效降低ESD防护电路的电容。

MOS与BJT用于ESD放电保护原理基本上是一样的,均是通过寄生的BJT来释放ESD电流。因CMOS使用**为***的工艺之一,所以MOS器件成使用**为普遍的ESD保护器件。采用MOS器件作为芯片的ESD防护架构示例如图3所示。为防止ESD器件在芯片正常工作时导通,MOS的栅极总是采用关断的连接方式,即栅接地的NMOS(Gate-Grounded NMOS,GG-NMOS)和栅接电源的PMOS(Gate-VDD PMOS,GD-PMOS)。MOS与BJT用于ESD放电保护原理基本上是一样的,均是通过寄生的BJT来释放ESD电流。因CMOS使用**为***的工艺之一,所以MOS器件成使用**为普遍的ESD保护器件。采用MOS器件作为芯片的ESD防护架构示例如图3所示。为防止ESD器件在芯片正常工作时导通,MOS的栅极总是采用关断的连接方式,即栅接地的NMOS(Gate-Grounded NMOS,GG-NMOS)和栅接电源的PMOS(Gate-VDD PMOS,GD-PMOS)。单位面积的ESD防护能力大致如下:SCR>MOS>Diode(反向击穿)。河南天线接口ESD保护元件封装

在ESD设计中,Diode是一种常见的器件。河南天线接口ESD保护元件封装

在JS-001-2012及MIL-STD-883H中,带电的人体都用100皮法(pF)电容器及1500欧姆的放电电阻来模拟。在测试过程中,电容会充电到数千伏(常见的是2kV、4kV、6kV及8kV),再借由电阻串联到被测器件进行放电。典型的HBM波形有2至10纳秒的上升时间、每千伏特0.67安培的电流,及200纳秒脉冲宽度的双重指数信号衰减波形。如果带电人体通过其手持的小金属物件,如钥匙、螺丝刀等对其他物体产生的放电称为人体-金属ESD模型,与典型的人体放电模型有明显的差别。人体-金属ESD产生的放电电流的峰值一般要比人体ESD大5~7倍。原因是金属物件的电极效应使得人体放电的等效电阻***变小。河南天线接口ESD保护元件封装

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