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靜電防護(hù)的方法

更新時(shí)間:2024-05-21      點(diǎn)擊次數(shù):321

一、前言

在電子產(chǎn)品制造和使用中,靜電放電往往會(huì)損傷器件,甚至使產(chǎn)品失效造成嚴(yán)重?fù)p失。因此,靜電防護(hù)就顯得尤為重要,在不同的產(chǎn)品中,對(duì)靜電的防護(hù)方案采用也各不相同。

二、PCB板設(shè)計(jì)

在早期對(duì)于靜電的防護(hù)沒(méi)有太多針對(duì)性的產(chǎn)品,所以基本都是從設(shè)計(jì)上去優(yōu)化,比如合理的串聯(lián)電阻限流來(lái)提高電路中的ESD保護(hù)能力。有一種比較另類(lèi)的方案,通過(guò)在PCB板上設(shè)計(jì)多個(gè)露銅鋸齒對(duì)結(jié)構(gòu)來(lái)達(dá)到高壓下?lián)舸┬狗怕窂健?/span>

這種方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但是其間距也是十分講究,通過(guò)公式S=U/E計(jì)算,為保證3kv以上的電壓正常放電,兩尖()端子間距要控制在約1mm,好處是降低了成本,但是缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的,因?yàn)槭峭夥烹姡杂|點(diǎn)不能涂敷阻焊層,表面氧化后放電能力會(huì)變?nèi)酰壹猓ǎ┒朔烹娪欣‖F(xiàn)象,放電附近與上方不能有易燃或敏感器件。

三、高分子放電器

高分子靜電管命名時(shí)因?yàn)槠錁?gòu)成主要由聚合物電壓誘變材料與高電分子材料組成,因?yàn)楸倔w是由高絕緣體構(gòu)成,所以結(jié)電容可以做到很小(可達(dá)0.015pF),但是同時(shí)器件的擊穿電壓相對(duì)其它靜電管產(chǎn)品會(huì)高出很多,擊穿后鉗位電壓會(huì)迅速回落到低于擊穿電壓的范圍,在車(chē)載以太網(wǎng)上端口有部分方案應(yīng)用。這種產(chǎn)品的優(yōu)缺點(diǎn)很明顯:

  • 優(yōu)點(diǎn):結(jié)電容很低,在高頻電路上很合適;

  • 缺點(diǎn):極()高的擊穿電壓與較高的鉗位電壓,對(duì)電壓比較敏感的電路可能需要二級(jí)防護(hù)才能適用。

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四、壓敏放電管

壓敏放電管看材料特性比較像壓敏電阻,差別在于壓敏電阻是電壓變大阻值也跟著變大,而壓敏放電管是電壓變大其內(nèi)阻從無(wú)窮大變小,到達(dá)擊穿電壓呈低阻態(tài)將電流泄放對(duì)地,結(jié)構(gòu)上在兩邊的電極中間用氧化鋅進(jìn)行填充,當(dāng)?shù)竭_(dá)擊穿電壓氧化鋅就處于導(dǎo)通狀態(tài)。相對(duì)高分子擊穿電壓與鉗位電壓會(huì)更低點(diǎn),結(jié)電容無(wú)法做到高分子那種極低的參數(shù)。

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五、半導(dǎo)體TVS管

目前比較主流一種方案,采用半導(dǎo)體的PN結(jié)雪崩效應(yīng)來(lái)達(dá)到過(guò)壓泄放效果,特點(diǎn)能精確控制到很低的擊穿電壓與極低的鉗位電壓,且一致性與可靠性高,通過(guò)對(duì)晶圓的設(shè)計(jì)能達(dá)到很高的電流通流量。對(duì)于特殊的應(yīng)用場(chǎng)景比如需要高擊穿電壓與極低的鉗位電壓可以通過(guò)晶圓設(shè)計(jì)SCR類(lèi)回掃的產(chǎn)品。

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六、總結(jié)

通過(guò)幾種不同方案的描述,可以發(fā)現(xiàn)不同類(lèi)型的產(chǎn)品非常明顯,實(shí)際應(yīng)用中不存在某一種是絕對(duì)的選擇,具體還需要結(jié)合應(yīng)用場(chǎng)S景需求進(jìn)行選型。


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