保护器件之ESD静电保护器学习(中)


随着集成电路的发展,芯片的集成度越来越高,但是相应的耐压也逐渐降低,所以很容易遭受EOS、ESD(静电放电)等瞬态能量的破坏。


ESD(静电保护器)作为现在最主要的保护器件之一,对电路和芯片的保护起到了重要作用。


静电保护器,也叫静电管,英文全称Electrostatic Discharge Suppressor,英文缩写ESD。


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ESD的分类以及优缺点

ESD其实是一种根据功能命名的器件,主要是用来防护静电,但是根据材料来区分的话,又可以分为三大类,三种类型的ESD特性各有差异:


① 硅基材料

硅基材料:也可以叫做TVS型的ESD,或者直接叫TVS。

优点:反应速度快、钳位电压低、封装形式多样、容值范围比较大、不易老化。

另外,TVS型ESD又分为普通型和回扫型,回扫型主要应对在电路无法进行更改但是同时又会因为残压问题导致后端受到干扰时应用,优点是残压低,但是同样存在“栓锁效应”,即当正常工作电压如果大于回扫后的最小电压时,如果电流超出器件维持电流,则会导致ESD持续导通后失效。


② 压敏材料

压敏材料:正常都是氧化锌材质的小封装压敏电阻,也可以直接叫压敏电阻。

优点:反应速度快、防护等级可以做的较高。

缺点:易老化、残压较高、容值较大。


③ 高分子聚合物材料

高分子聚合物材料:高分子材料做成的具有防静电功能的小封装保护器件。

优点:容值极低(0.05pF)。

缺点:启动电压高(几百伏)、防护等级低、不耐高温。


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常见ESD封装


ESD根据保护信号线的路数,又可以分为:单路保护ESD、两路保护ESD、四路保护ESD等,所以ESD的封装形式也有各种类型,如下所示:


DFN0603-2L(0201) DFN1006-2L(0402)

尺寸--

长:0.6mm

宽:0.3mm

高:0.3mm

尺寸--

长:1.0mm

宽:0.6mm

高:0.5mm



SOD-523(0603) SOD-323(0805)

尺寸--

长:1.2mm

宽:0.8mm

高:0.6mm

尺寸--

长:1.7mm

宽:1.2mm

高:0.9mm


DFN1610-2L DFN2020-3L

尺寸--

长:1.6mm

宽:1.0mm

高:0.5mm

尺寸--

长:2.0mm

宽:2.0mm

高:0.6mm


DFN2510-10L SOT-23

尺寸--

长:2.5mm

宽:1.0mm

高:0.6mm

尺寸--

长:3.0mm

宽:1.3mm

高:1.0mm


SOT-143 SOT-23-6L

尺寸--

长:2.9mm

宽:1.3mm

高:1.0mm

尺寸--

长:3.0mm

宽:1.6mm

高:1.3mm


 

当然,以上是常规封装,随着市场需求变化,也有一些特定接口的保护会需求其它形式的封装,比如SOT-323、SOT-363等,主要是由于PCB小型化无法放进多颗ESD的情况导致的需求,正常情况下,如果PCB允许的情况,封装大引脚大一点有利于电流泄放,可以不用选择的太极限,以免出现其它问题。
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