26-人体静电放电_ESD_及保护电路的设计(精)
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峰值电流可达2.0A。最高可承受27kV的瞬态电压。它们能与采
用5V电源的各种逻辑电路兼容,特别适合对SRAM存储器模块进行ESD保护。其外形尺寸仅为3.7mm ×4.0mm ×1.5mm ,工作温度范围是-40~+85℃。
DS9502、DS9503均采用TSOC-6封装,内部结构分别如图3(a、(b所示。其中,
电容。测试过程是首先闭合S 1,断开S 2,由直流高压源经过
R C对C S进行充电;然后断开S 1,闭合S 2,C S就经过R D对被测器
件或设备进行放电。考虑到静电电压很高,难于测试,而电流比较容易测试,因此一般采用测试静电放电电流的方法。人体在静电放电时的电流波形如图2所示,图中的I P代表峰值放电电流,
t 1表示I P从0上升到90%所需时间,t 2为I P从90%升至100%
所需时间,t 3为I P从100%降至36.8%所需时间。对应于不同的人体静电电压所产生的放电电流与时间的关系见表1。
图2人体在静电放电时的电流波形
薛同泽:副教授
303--
技术创新
中文核心期刊《微计算机信息》(嵌入式与SOC 2007年第23卷第5-2期
时,人体静电就会通过被接触物体对地放电。此放电过程极短(几百纳秒,所产生的放电电流很大,很容易损坏元器件。人体静电放电模型可等效于1.5k Ω的人体电阻与100pF的人体电容的串联电路。测试人体静电放电的方法如图1所示。图1中,R C为充电时的限流电阻,R D为人体电阻,C S为人体
图1测试人体静电放电的方法
2人体静电放电(ESD模型及测试
方法
当物体之间互相摩擦、碰撞或发生电场感应时,都会引起物体表面的电荷积聚,产生静电。当外界条件适宜时,这种积聚电荷还会产生静电放电,使元器件局部损坏或击穿,甚至酿成火灾、爆炸等严重后果。特别是随着高分子材料的广泛使用,更容易产生静电现象,而电子元器件微型化的趋势,更使静电的危害日趋严重。
静电放电(ESD的危害极大,特别是对集成电路和半导体器件。如果静电放电发生在电子部件上,可导致电子部件的损坏;轻者击穿二极管,重则损坏集成电路。试验表明,未加静电保护措施的RS-232接口芯片,受到15kV (一般测试水平的静电放电冲击后会造成永久性损坏。这是因为在静电放电瞬间产生的大电流将芯片内部的金属气化,导致大面积损伤。特别是
Abstract:With the broad application of the integrated circuit and the electronic device,more attention is paid to the damage of the Electro-Static Discharge (ESD.Firstly the paper introduced the model and the measure methods of the human body ESD.Then the principle and the application of several new type ESD protection ICs are expatiated.Key words:ESD ,Model ,Measure ,ESD Protection ICs
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电子设计
表1人体静电放电电流与时间的关系
3.1ESD保护二极管
ESD保护二极管是一种新型集成化的静电放电保护器件。典型产品有M AXIM公司生产的DS9502、DS9503。DS9502内部可等效于7.5V的齐纳稳压二极管,当输入电压超过其9V触发电压时就被嵌位到7.5V上。只要输入电压不低于5.5V ,就能维持在反向击穿状态。DS9503与DS9502的区别只是在正极和负极端各增加了一只5Ω的隔离电阻。DS9502、DS9503的泄漏电流仅为30nA ,触发电流约为600mA ,维持电流约为30mA ,最大
图3DS9502、DS9503的内部结构A、C分别接内部ESD保护二极管的正极、负极。NC为空
脚。R 1、R 2分别为正极、负极的5Ω电阻引出端。DS9502、DS9503
在反向击穿时的伏安特性曲线如图4所示。当输入电压超过9V时,ESD保护二极管就被反向击穿,击穿电压U C A ≈7.4~7.8V。当输入电压降至5.5V时仍能维持在反向击穿状态。
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人体静电放电(ESD及保护电路的设计
Hum an Body Electro -Static Discharge and The Protection Circuit Design
(1.河北科技大学;2.河北理工大学薛同泽
CM OS电路和M OS场效应管,其输入阻抗很高,输入电容又非
常小,即使在输入端感应少量的电荷也会形成高压,而将器件损坏。
目前国际上对静电放电定义了4种模型:人体静电放电模型(HBM ,Human Body M odel,
机器模型(M M ,器件充电模型(CDM ,电场感应模型(FIN。由于人体与电子元器件及设备的接触机会最多,因此人体静电放电造成的比例也最大,人体静电放电模型是指人体在地上行走、摩擦或受其他因素影响而在身体上积累了静电,静电电压可达几千伏甚至上万伏,当人体接触电子元器件或设备
1
沙占友
1
崔博
2
XUE Hale Waihona Puke BaiduONGZE SHA ZHANYOU CUI BO
摘要:随着集成电路及电子设备的广泛应用,人体静电放电的危害性日益引起人们的重视。首先介绍人体静电放电模型及测试方法,然后阐述几种新型集成化静电放电保护器件的原理与应用。关键词:ESD;模型;测试;ESD保护器件中图分类号:TN03文献标识码:B
文章编号:1008-0570(200705-2-0303-02
1引言
“静电放电”简称ESD (Electro-Static Discharge。近年来随着科学技术的飞速发展,微电子技术的广泛应用及电磁环境日益复杂,人们对静电放电的防护及ESD设计也愈来愈重视。目前,ESD保护器件正从分立元件向集成化电路、从单路保护向多路保护的方向发展。
用5V电源的各种逻辑电路兼容,特别适合对SRAM存储器模块进行ESD保护。其外形尺寸仅为3.7mm ×4.0mm ×1.5mm ,工作温度范围是-40~+85℃。
DS9502、DS9503均采用TSOC-6封装,内部结构分别如图3(a、(b所示。其中,
电容。测试过程是首先闭合S 1,断开S 2,由直流高压源经过
R C对C S进行充电;然后断开S 1,闭合S 2,C S就经过R D对被测器
件或设备进行放电。考虑到静电电压很高,难于测试,而电流比较容易测试,因此一般采用测试静电放电电流的方法。人体在静电放电时的电流波形如图2所示,图中的I P代表峰值放电电流,
t 1表示I P从0上升到90%所需时间,t 2为I P从90%升至100%
所需时间,t 3为I P从100%降至36.8%所需时间。对应于不同的人体静电电压所产生的放电电流与时间的关系见表1。
图2人体在静电放电时的电流波形
薛同泽:副教授
303--
技术创新
中文核心期刊《微计算机信息》(嵌入式与SOC 2007年第23卷第5-2期
时,人体静电就会通过被接触物体对地放电。此放电过程极短(几百纳秒,所产生的放电电流很大,很容易损坏元器件。人体静电放电模型可等效于1.5k Ω的人体电阻与100pF的人体电容的串联电路。测试人体静电放电的方法如图1所示。图1中,R C为充电时的限流电阻,R D为人体电阻,C S为人体
图1测试人体静电放电的方法
2人体静电放电(ESD模型及测试
方法
当物体之间互相摩擦、碰撞或发生电场感应时,都会引起物体表面的电荷积聚,产生静电。当外界条件适宜时,这种积聚电荷还会产生静电放电,使元器件局部损坏或击穿,甚至酿成火灾、爆炸等严重后果。特别是随着高分子材料的广泛使用,更容易产生静电现象,而电子元器件微型化的趋势,更使静电的危害日趋严重。
静电放电(ESD的危害极大,特别是对集成电路和半导体器件。如果静电放电发生在电子部件上,可导致电子部件的损坏;轻者击穿二极管,重则损坏集成电路。试验表明,未加静电保护措施的RS-232接口芯片,受到15kV (一般测试水平的静电放电冲击后会造成永久性损坏。这是因为在静电放电瞬间产生的大电流将芯片内部的金属气化,导致大面积损伤。特别是
Abstract:With the broad application of the integrated circuit and the electronic device,more attention is paid to the damage of the Electro-Static Discharge (ESD.Firstly the paper introduced the model and the measure methods of the human body ESD.Then the principle and the application of several new type ESD protection ICs are expatiated.Key words:ESD ,Model ,Measure ,ESD Protection ICs
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电子设计
表1人体静电放电电流与时间的关系
3.1ESD保护二极管
ESD保护二极管是一种新型集成化的静电放电保护器件。典型产品有M AXIM公司生产的DS9502、DS9503。DS9502内部可等效于7.5V的齐纳稳压二极管,当输入电压超过其9V触发电压时就被嵌位到7.5V上。只要输入电压不低于5.5V ,就能维持在反向击穿状态。DS9503与DS9502的区别只是在正极和负极端各增加了一只5Ω的隔离电阻。DS9502、DS9503的泄漏电流仅为30nA ,触发电流约为600mA ,维持电流约为30mA ,最大
图3DS9502、DS9503的内部结构A、C分别接内部ESD保护二极管的正极、负极。NC为空
脚。R 1、R 2分别为正极、负极的5Ω电阻引出端。DS9502、DS9503
在反向击穿时的伏安特性曲线如图4所示。当输入电压超过9V时,ESD保护二极管就被反向击穿,击穿电压U C A ≈7.4~7.8V。当输入电压降至5.5V时仍能维持在反向击穿状态。
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术创新
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《PLC技术应用200例》
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人体静电放电(ESD及保护电路的设计
Hum an Body Electro -Static Discharge and The Protection Circuit Design
(1.河北科技大学;2.河北理工大学薛同泽
CM OS电路和M OS场效应管,其输入阻抗很高,输入电容又非
常小,即使在输入端感应少量的电荷也会形成高压,而将器件损坏。
目前国际上对静电放电定义了4种模型:人体静电放电模型(HBM ,Human Body M odel,
机器模型(M M ,器件充电模型(CDM ,电场感应模型(FIN。由于人体与电子元器件及设备的接触机会最多,因此人体静电放电造成的比例也最大,人体静电放电模型是指人体在地上行走、摩擦或受其他因素影响而在身体上积累了静电,静电电压可达几千伏甚至上万伏,当人体接触电子元器件或设备
1
沙占友
1
崔博
2
XUE Hale Waihona Puke BaiduONGZE SHA ZHANYOU CUI BO
摘要:随着集成电路及电子设备的广泛应用,人体静电放电的危害性日益引起人们的重视。首先介绍人体静电放电模型及测试方法,然后阐述几种新型集成化静电放电保护器件的原理与应用。关键词:ESD;模型;测试;ESD保护器件中图分类号:TN03文献标识码:B
文章编号:1008-0570(200705-2-0303-02
1引言
“静电放电”简称ESD (Electro-Static Discharge。近年来随着科学技术的飞速发展,微电子技术的广泛应用及电磁环境日益复杂,人们对静电放电的防护及ESD设计也愈来愈重视。目前,ESD保护器件正从分立元件向集成化电路、从单路保护向多路保护的方向发展。