靜電可能是導(dǎo)致模擬和數(shù)字電路無(wú)法使用的因素之一。當(dāng)不同的材料相互摩擦導(dǎo)致電荷在物體表面積聚時(shí)，通常會(huì)發(fā)生靜電。當(dāng)它向物體放電時(shí)，這稱(chēng)為靜電放電 (ESD)。眾所周知，幾乎所有的電子元器件都是對(duì)靜電敏感的，如果處理不當(dāng)，將惡化元器件的性能，甚至造成徹底損壞。在低溫干燥的環(huán)境中，極易產(chǎn)生靜電，當(dāng)然靜電主要還是通過(guò)摩擦產(chǎn)生的。除了我們所熟知的靜電產(chǎn)生的原因外，還有一種情況容易被忽略，那就是長(zhǎng)線(xiàn)纜的電荷積聚。長(zhǎng)線(xiàn)纜為什么會(huì)產(chǎn)生靜電危害，在哪些場(chǎng)景下會(huì)產(chǎn)生靜電危害，以及如何進(jìn)行規(guī)避，這些將是本文要重點(diǎn)介紹的內(nèi)容。

ESD 可高達(dá) 25KV，存儲(chǔ)電荷量少，源阻抗高。有許多不同的方法可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行 ESD 鑒定。有些包括在消費(fèi)品上常見(jiàn)的無(wú)處不在的 CE 標(biāo)志。其他標(biāo)準(zhǔn)適用于汽車(chē)、飛機(jī)、醫(yī)療、工業(yè)和其他類(lèi)型的設(shè)備。

ESD 防護(hù)取決于預(yù)期的 ESD 暴露水平以及市場(chǎng)和行業(yè)限制。裝置和方法包括：

火花間隙：在這種方法中，自由空氣、 PC 板走線(xiàn)、連接器觸點(diǎn)、氣體放電管 (GDT) 中的兩個(gè)或三個(gè)電極或其他導(dǎo)體中的 兩個(gè)電極之間存在間隙。這種空氣或 GDT 間隙允許大部分 ESD 放電跳到地。“接地”可能是指與大地的實(shí)際電流連接連接，或簡(jiǎn)單地指電路公共端。PC 板缺口在低成本消費(fèi)品中很常見(jiàn)。GDT在電信、計(jì)算機(jī)和工業(yè)設(shè)備中更為常見(jiàn)。GDT 充滿(mǎn)惰性氣體，因此它們將具有非?？深A(yù)測(cè)的擊穿電壓。

正如關(guān)于 PC 板方法的猜測(cè)一樣，布局技術(shù)通常對(duì)于在器件中獲得良好的 ESD 性能非常關(guān)鍵。此外，通常最好在電路板邊緣周?chē)胖靡粋€(gè)周邊走線(xiàn)，并用非腐蝕性金屬接地，以盡量減少車(chē)間處理帶來(lái)的問(wèn)題。

串聯(lián)電阻： 在這種方法中，將串聯(lián)電阻添加到 I/O 線(xiàn)以阻止 ESD 放電。結(jié)果是電壓下降和電流減少。這通常與電源軌和接地的肖特基二極管鉗位相結(jié)合。有時(shí)鉗位二極管位于被保護(hù)設(shè)備的內(nèi)部。

MOV： 金屬氧化物壓敏電阻(MOV) 是另一種低成本的 ESD 和浪涌保護(hù)方法。這些器件是電壓可變電阻器，當(dāng)電壓增加超過(guò)某個(gè)點(diǎn)時(shí)，電阻會(huì)急劇下降。從功能上講，它們的作用類(lèi)似于齊納二極管，但有幾點(diǎn)需要注意：它們是雙極的;它們具有非常寬松的電壓容差;它們會(huì)因暴露在過(guò)壓條件下而磨損。當(dāng)它們最終磨損時(shí)，它們無(wú)法打開(kāi)。它們還可以為信號(hào)線(xiàn)增加顯著的電容負(fù)載。但它們的成本很低。

TVS/TVS 陣列： 瞬態(tài)電壓抑制器(TVS) 是另一種常用的 ESD 保護(hù)方法。這些器件在功能上是齊納二極管，但具有更大的 PN 結(jié)面積。因此，它們可以承受顯著的反向電流，而只有輕微的退化。在過(guò)應(yīng)力的情況下，這些將失效短路。TVS 有多種尺寸和樣式，從用于手機(jī) I/O 保護(hù)的微型 BGA 陣列到用于電源輸入和電源輸入保護(hù)的大型設(shè)備。

良好的去耦： 這可以防止 ESD “使電源軌振鈴”并導(dǎo)致模擬或數(shù)字控制電路故障。此類(lèi)故障可能表現(xiàn)為偶發(fā)且不可預(yù)測(cè)的重置或數(shù)字電路切換。

屏蔽： 敏感電路周?chē)钠帘螘?huì)有所幫助。可能受益于屏蔽的電路包括高增益、寬帶寬放大器級(jí)、電壓基準(zhǔn)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的輸入。ADC 的模擬輸入當(dāng)然是敏感的，但 DAC 和多路復(fù)用器(多路復(fù)用器)的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)線(xiàn)也會(huì)受到影響。如果您可以控制設(shè)置時(shí)間，則可以防止 ESD 毛刺造成混淆 DAC 和將多路復(fù)用器切換到錯(cuò)誤通道等事情。

良好的電源和接地層： 這些可以將 ESD 分流到去耦網(wǎng)絡(luò)中，并防止電路損壞或干擾。

您見(jiàn)過(guò)哪些與 ESD 相關(guān)的現(xiàn)象?您的設(shè)計(jì)是否相當(dāng)穩(wěn)健，或者您是否發(fā)現(xiàn)自己在資格方面有一些頭疼的問(wèn)題?您對(duì)敏感模擬電路使用的任何其他方法?