广东HDMI接口ESD保护元件原理

静电是物体表面过剩或不足的静止电荷，是通过电子或离子的转移而形成的。一般固体静电电压可以达到20万伏以上，液体静电电压可以达到数万伏以上，人体静电电压可以达到1万伏以上。一般工业生产中，静电具有高电位、低电量、小电流和作用时间短的特点，设备或人体上的静电位比较高可达数万伏以至数千万伏。静电较之流电受环境条件，特别是湿度的影响比较大;静电测量时复现性差、瞬态现象多。测量静电是为静电防护工程设计和改善产品自身抗静电性能设计，提供数据和依据。通过串联的方式可以有效降低ESD防护电路的电容。广东HDMI接口ESD保护元件原理

常见人体带电过程如下：(1)人从椅子上站起来，或擦拭墙壁等过程(**初的电荷分离发生在衣物或其他相关物体外表面，然后，人体由感应带电。(2)人在高电阻率材料制成的地毯等绝缘地板上走动(**初的电荷分离发生在鞋和地板之间，然后，对于导电性鞋，人体由电荷传递而带电；对于绝缘鞋，人体是因感应而带电)。(3)脱下外衣时的静电。这是发生在外层衣物与内层衣物之间的接触起电，人体则经过电荷传递或感应而带电。(4)液体或粉体从人拿着的容器内倒出(该液体或粉体把一种极性的电荷带走，将等量异性的电荷留在人体上。(5)与带电材料接触。如对高度带电粉体取样时的带电。当存在连续起电过程时，由于电荷泄漏和放电，使得人体比较高电位被限制在约50kV以下。广东HDMI接口ESD保护元件原理静电保护元件可提供多种封装形式。

ESD策略，ESD防护电路的主要功能是尽量在接口位置把ESD脉冲泻放到地，使传送到被保护器件的ESD脉冲能量比较低，同时要求防护电路对正常工作信号的损耗和失真**小。因此设计ESD防护电路的基本指导思想是:对ESD信号来说，接口输入点和地之间的并联阻抗要尽量小，而接口输入点和被保护器件之间的串联阻抗要尽量大;对工作信号来说，接口输入点和地之间的并联阻抗要尽量大，而接口输入点和被保护器件之间的串联阻抗要尽量小。**的电浪涌防护器件主要有压敏电阻MOV气体放电管GDT 瞬态电压抑制二极管TVS半导体闸流管瞬态抑制器件TSS、快速开关二极管等。

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）。ESD静电保护元器件是为高速数据传输应用的I/O端口保护设计的器件。

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。ESD静电保护元件有高分子材料制程的间隙放电元件，结电容可以做到0.1pF以内。湖南贴片ESD保护元件应用

高频信号接口的ESD防护电路设计主要是致力于降低防护电路的并联结电容和串联电感。广东HDMI接口ESD保护元件原理

ESD静电放电机器模型,机器模型的等效电路与人体模型相似，但等效电容是200pF，等效电阻为0，机器模型与人体模型的差异较大，实际上机器的储电电容变化较大，但为了描述的统一，取200pF。由于机器模型放电时没有电阻，且储电电容大于人体模式，同等电压对器件的损害，机器模式远大于人体模型。静电放电充电器件模型,半导体器件主要采用三种封装型式(金属、陶瓷、塑料)。它们在装配、传递、试验、测试、运输及存贮过程中，由于管壳与其它绝缘材料(如包装用的塑料袋、传递用的塑料容器等)相互磨擦，就会使管壳带电。器件本身作为电容器的一个极板而存贮电荷。CDM模型就是基于已带电的器件通过管脚与地接触时，发生对地放电引起器件失效而建立的。广东HDMI接口ESD保护元件原理

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