串聯(lián)電阻R與半導(dǎo)體ESD電路布線與防浪涌關(guān)系
1. 串聯(lián)電阻R與半導(dǎo)體ESD 電路布線中,哪個應(yīng)放置靠近被保護(hù)IC?
在信號線防浪涌保護(hù)中,信號線時常會串一顆小阻值的電阻作為保護(hù)器件來抑制浪涌電流,起到限流的作用。但對于更大的電流和電壓防護(hù),還需搭配一顆TVS或ESD ,對后級芯片起到更高的防浪涌保護(hù)。
串聯(lián)電阻R和ESD怎么放呢?是串聯(lián)電阻靠近被保護(hù)芯片放,ESD靠近接口放;還是ESD靠近芯片放,串聯(lián)電阻靠近接口放。上海雷卯工程師發(fā)現(xiàn)其實放置不同,防浪涌等級是不同的。
2. 理論分析
在如圖1所示的情況下, ESD動作時, I=I1+I2, I>I1, 在R1上會流過比ESD中更大的電流。雖然在這種情況下被保護(hù)電路在一定程度上得到保護(hù),但電阻R1,卻經(jīng)不起大電流的考驗而損壞,結(jié)果造成接口故障、系統(tǒng)故障。

在如圖2所示的情況下, ESD動作保護(hù)有效時, ESD的阻抗很低, 大部分電流從ESD中流過,即I2, 而在R1中流過的電流I1遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于I2,那就更小于I。雖然在這種情況下ESD要經(jīng)受比如圖1所示的情況更大的電流, 但是ESD與電阻相比更能經(jīng)受得起大電流,因此芯片的防浪涌等級實際升高了。
實際試驗中圖1信號接口的抗浪涌電壓能力比圖2接口要差很多。上海雷卯電子工程師常發(fā)現(xiàn)圖1接口失效是由于串聯(lián)在接口電路上的電阻損壞造成的,而ESD沒有損壞;圖2接口失效是由于ESD被擊穿短路造成的,電阻沒有損壞。由此上海雷卯工程師得出結(jié)論:電阻靠近被芯片放置,而ESD靠近接口放置這種搭配時防護(hù)能力更強。
需要注意的是,在設(shè)計防浪涌保護(hù)電路時,應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用的需求來選擇合適的串聯(lián)電阻和TVS。阻值的選擇通常在幾十至幾百歐姆之間,應(yīng)考慮平衡信號質(zhì)量和保護(hù)效果。TVS的額定電壓應(yīng)大于預(yù)期的過電壓水平。
3. 上海雷卯接口電路防護(hù)電路推薦
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