靜電放電(ESD)是一種自然現(xiàn)象,其產(chǎn)生的電磁場會影響電子設(shè)備的正常運(yùn)行。在電子產(chǎn)品的設(shè)計和生產(chǎn)過程中,ESD保護(hù)電路的設(shè)計至關(guān)重要,它能夠有效地保護(hù)電路免受ESD和其他瞬態(tài)電壓的損害。本文將詳細(xì)介紹ESD保護(hù)電路的設(shè)計原理、實(shí)現(xiàn)方法以及實(shí)際應(yīng)用案例。
據(jù)業(yè)內(nèi)信息,電子設(shè)計自動化 ESD 聯(lián)盟在其最新的電子設(shè)計市場數(shù)據(jù)報告(EDMD)中表示,今年第一季度電子系統(tǒng)設(shè)計(ESD)行業(yè)營收增長了 12%,達(dá)到 39.511 億美元,從 2022 年第一季度的 35.277 億美元增至 39.511 億美元。
小尺寸面板主要包括手機(jī)觸摸屏、平板觸摸屏、數(shù)碼相機(jī)觸摸屏。這些面板和主板之間最常見的數(shù)據(jù)連接接口是MIPI(移動工業(yè)處理器接口)。通過加入 TVS 保護(hù)方案,提高 ESD 和 EOS 耐受水平,可以大大降低電子產(chǎn)品在日常生活中受到干擾甚至破壞的機(jī)會,從而延長產(chǎn)品的使用壽命,降低返修率,允許消費(fèi)者對產(chǎn)品的信任度更高,品牌美譽(yù)度也隨之提高。
ESD靜電放電分為接觸放電和空氣放電,空氣放電的等級相對較高。下圖是ISO 10605-2008標(biāo)準(zhǔn)靜電放電測試設(shè)置圖。針對電子產(chǎn)品ESD問題,個人總結(jié)了以下幾種防護(hù)方法,以便設(shè)計時參考。
以IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)人體靜電模型(HBM)為例,下圖是靜電發(fā)生器等效模型。Vx是合成電壓,Cx為待測件DUT(Device under test),Rc為充電電阻,Cd為充電電容,Rd為放電電阻。簡單的工作原理就是:充電開關(guān)1閉合,放電開關(guān)2斷開,高壓電源Vd通過Rc對Cd充電;充電開關(guān)1斷開,放電開關(guān)2閉合,Cd儲存電荷對DUT放電。 到此可以發(fā)現(xiàn)電容對抗靜電的原理就是能量的轉(zhuǎn)移,將Cd儲存的能量瞬間轉(zhuǎn)移到放電時的Cd和Cx上面。
隨著 IC 晶體管密度的增加,IC 的靜電放電 (ESD) 魯棒性水平低于以前。這種低組件級的魯棒性只能在工廠或?qū)嶒?yàn)室等受控良好的環(huán)境中保護(hù)芯片。IC在現(xiàn)場使用時不能承受更高的瞬態(tài)事件。為防止最終客戶損壞 IC,產(chǎn)品設(shè)計人員使用基于 IEC 61000-4-2(ESD) 的系統(tǒng)級 ESD 測試方法在產(chǎn)品發(fā)布前對其進(jìn)行驗(yàn)證。ESD空氣放電和ESD接觸放電是常見的ESD測試方法。此外,設(shè)計人員還可根據(jù) IEC 61000-4-5 進(jìn)行 EOS 測試,以模擬電源開關(guān)浪涌或雷電偶。
近年來,面板廠商專注于高品質(zhì)面板的開發(fā),各家紛紛投入高端面板設(shè)計進(jìn)行差異化;產(chǎn)品類型包括筆記本電腦、電視、顯示器和 AIO(一體機(jī))電腦。然而,隨著高端面板的興起,也出現(xiàn)了許多新的問題。
PCIe,PCI-Express的簡稱,是一種高速串行計算機(jī)擴(kuò)展接口標(biāo)準(zhǔn),具有高速串行雙向傳輸和大帶寬的特點(diǎn)。成為主流的接口傳輸標(biāo)準(zhǔn)之一。在系統(tǒng)設(shè)計方面,SSD 技術(shù)的加速發(fā)展,除了用作擴(kuò)展卡或顯示卡的傳統(tǒng) PCIe 插槽外,還鼓勵開發(fā)用于連接 SSD 的 M.2 和 NVMe 連接器。為了避免 CPU 頻帶限制妨礙顯卡和 SSD 發(fā)揮最佳性能,我們開發(fā)了 PCIe 4.0 來接聽電話。
靜電可能是導(dǎo)致模擬和數(shù)字電路無法使用的因素之一。當(dāng)不同的材料相互摩擦導(dǎo)致電荷在物體表面積聚時,通常會發(fā)生靜電。當(dāng)它向物體放電時,這稱為靜電放電 (ESD)。
我敢肯定,我們都至少失去了一塊心愛的電路板,因?yàn)楣こ處煹淖類邸狤SD。因意外 ESD 撞擊而損壞的電子元件和電路板每年會造成數(shù)百萬美元的損失。作為工程師,我們應(yīng)該采取一切預(yù)防措施來防止或盡量減少因 ESD 事件造成的損害??紤]到當(dāng)今環(huán)境中存在如此多的變量,創(chuàng)建穩(wěn)健的 ESD 設(shè)計似乎是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。然而,我們可以做很多簡單的事情來將風(fēng)險降到最低。在深入探討 ESD 安全的“注意事項(xiàng)”之前,讓我們看看是否可以揭開 ESD 測試相關(guān)術(shù)語的神秘面紗。
電子產(chǎn)品上可以采用許多傳輸視頻數(shù)據(jù)的端口,如顯示端口、CVBS、HDMI等,其中HDMI接口應(yīng)用最為廣泛。筆記本電腦、電視機(jī)和機(jī)頂盒(STB)上的HDMI接口都可以觀察到。
靜電可能是導(dǎo)致模擬和數(shù)字電路無法使用的因素之一。當(dāng)不同的材料相互摩擦導(dǎo)致電荷在物體表面積聚時,通常會發(fā)生靜電。當(dāng)它向物體放電時,這稱為靜電放電 (ESD)。
ESD 已經(jīng)存在了很長時間——可能是在大爆炸之后不久。在人類存在的大部分時間里,它都是通過宏觀效應(yīng)而聞名的,比如靜態(tài)附著和與金屬物體的輕微接觸。然而,自從半導(dǎo)體問世以來,保護(hù)電子設(shè)備免受 ESD 損壞一直是制造商的主要目標(biāo)。不這樣做可能會造成災(zāi)難性的后果。
可靠的保護(hù)器件可最大程度地降低對信號完整性的影響
新澤西州蘭伯特維爾2022年7月21日 /美通社/ -- Energy Supply Developer, LLC("ESD")的股東宣布,為實(shí)現(xiàn)公司在北美打造電池價值鏈的愿景,其三名成員入選高層領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊。ESD的股東任命Bob Galyen(鮑勃...
RS-485 等工業(yè)網(wǎng)絡(luò)有望在其終端應(yīng)用中承受嚴(yán)酷的系統(tǒng)級瞬變而不會受到損壞。處理過程中的靜電放電 (ESD)、感性負(fù)載的中斷、繼電器觸點(diǎn)彈跳和/或雷擊都會造成損壞。我們可以通過在差分總線上添加外部組件來保護(hù)我們的工業(yè)設(shè)計免受這些瞬態(tài)事件的影響。
控制器局域網(wǎng) (CAN)、RS-485、RS-422、RS-232 和 Profibus 等工業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)能夠承受嚴(yán)苛的系統(tǒng)級瞬變(處理期間的靜電放電 [ESD]、感性負(fù)載中斷、繼電器接觸反彈和/或雷擊)在他們的最終應(yīng)用。如果沒有適當(dāng)?shù)墓ぞ吆陀嘘P(guān)設(shè)計所需標(biāo)準(zhǔn)的知識,設(shè)計來滿足這些要求可能具有挑戰(zhàn)性。
ESD(Electro-Static discharge)的意思是“靜電釋放”。ESD是20世紀(jì)中期以來形成的以研究靜電的產(chǎn)生、危害及靜電防護(hù)等的學(xué)科。防止靜電首先要設(shè)法不使靜電產(chǎn)生;對已產(chǎn)生的靜電,應(yīng)盡量限制,使其達(dá)不到危險的程度。其次使產(chǎn)生的電荷盡快泄漏或中和,從而消除電荷的大量積聚。國際上習(xí)慣將用于靜電防護(hù)的器材統(tǒng)稱為“ESD”,中文名稱為靜電阻抗器或者靜電抑制器。
任何電子系統(tǒng)都經(jīng)常面臨惡劣的環(huán)境和威脅,例如靜電放電 (ESD)、電快速瞬變 (EFT) 和雷擊浪涌。電源設(shè)計人員必須優(yōu)先考慮電路保護(hù)以防止系統(tǒng)故障,尤其是對于具有 24V 電源軌的工業(yè)應(yīng)用。
摘 要:隨著電子元器件制造工藝的不斷進(jìn)步,當(dāng)前電子器件行業(yè)朝著高集成度、低工作電壓、低功耗和小型化的方向發(fā) 展,這就使得元器件功能在不斷強(qiáng)大的同時,成本卻在不斷縮減。當(dāng)然,由于電子元件的工作電壓不斷降低,這也降低了電子 元器件的抗靜電能力。電子產(chǎn)品在使用過程中,如果靜電防護(hù)措施做的不好,就有可能被人體靜電損壞。人體靜電等級最高可 達(dá)上萬伏,尤其在冬季,由于空氣干燥靜電不容易被空氣中的水分子釋放掉,所以容易累計在物體上。因此電路設(shè)計中必須 做靜電放電防護(hù)措施,以防止因ESD放電造成元器件損壞或設(shè)備故障。