在電路設(shè)計(jì)時(shí),一般都是需要考慮ESD防護(hù)電路的設(shè)計(jì)的,否則就會非常容易導(dǎo)致電子產(chǎn)品輕易的就被電磁,靜電等干擾損壞。
通常設(shè)計(jì)電路時(shí)都會考慮到使用ESD保護(hù)元器件來作為基本的工具,但是怎么放,放哪里,放多少個(gè)就不是所有人都清楚了,或者有一個(gè)非常清晰的概念。
ESD保護(hù)電路主要的作用就是減少電壓和電流,只要成功的減少了,大部分的IC它自己內(nèi)部的ESD保護(hù)就可以起到剩下要解決的ESD問題。
比如說下圖中的一個(gè)普通的PIC16控制器,這里顯示的是PIC16F616的內(nèi)部框圖,可以看到它的I/O Pin的引腳左側(cè)有兩個(gè)二極管,它就是內(nèi)部ESD保護(hù)電路。

在ESD作用期間,IC內(nèi)部的ESD保護(hù)可能會達(dá)到一個(gè)非常高的電壓(比如說300V),這個(gè)時(shí)候如果沒有外部ESD保護(hù)的話,就會使得芯片IC內(nèi)部的保護(hù)過載并導(dǎo)致?lián)p壞設(shè)備,所以如果在關(guān)鍵電路上加上了外部ESD保護(hù),就可以起到保護(hù)電路的作用,減少電路板設(shè)備損壞的風(fēng)險(xiǎn)。

那ESD要如何去進(jìn)行保護(hù)工作呢?這個(gè)可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。
加串聯(lián)電阻
簡單的串聯(lián)一個(gè)電阻到整個(gè)ESD保護(hù)電路中,可以用于減緩信號的上升時(shí)間,并且也能起到改善電路的EMI和SI問題。
不過電阻的阻值選擇需要根據(jù)實(shí)際的IO引腳上的信號允許電流進(jìn)行選擇,不能太大而使得信號受到影響。
引腳到地下拉一個(gè)電容
串聯(lián)一個(gè)電容,可以有效的降低相關(guān)電路峰值電壓,電容越大,提供的保護(hù)作用就越大,不過有個(gè)例外需要注意,就是低ESR(串聯(lián)電阻)大陶瓷電容可能會產(chǎn)生振鈴(信號發(fā)生反射和疊加,使得信號出現(xiàn)振蕩波形)。
并且引腳到地串聯(lián)一個(gè)電容,不是適用于所有的情況的,比如不可以把這種方法用于通信或者高速信號,因?yàn)殡娙莸募尤霑沟谜w的負(fù)載增加,進(jìn)而對高速信號產(chǎn)生影響。
加入TVS二極管
這是ESD靜電保護(hù)中用的最多的方法,作用和齊納二極管(穩(wěn)壓二極管)基本上相同,并且傳遞速率更快,浪涌額定值更高。
同樣的,可以在設(shè)計(jì)ESD保護(hù)電路的時(shí)候可以給TVS二極管加上串聯(lián)電阻,可以達(dá)到降低電流并保護(hù)TVS二極管的目的。
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