ESD(Electrostatic Discharge)即靜電放電,是一種突發(fā)的、短暫的、高壓的放電現(xiàn)象。它通常發(fā)生在兩個物體之間(其中一個帶電),或者某個物體與地面之間。ESD對于電氣電子器件、集成電路和半導(dǎo)體芯片等微電子器件具有毀滅性影響,因此需要采取ESD防護措施。
1.ESD保護器件原理
ESD保護器件是一種專門用于保護微電子器件免受ESD毀壞的器件。它能夠在短時間內(nèi)吸收并釋放ESD所產(chǎn)生的高能量,從而保護被保護器件不被毀壞。ESD保護器件可以分為二極管型和MOS型兩種。
ESD二極管型保護器件主要由PN結(jié)組成,其原理是在過電壓時,直接將電流引至地或供電線上,來達到限制電壓的作用。
ESD MOS型保護器件主要由N溝道MOSFET(NMOS)和P溝道MOSFET(PMOS)組成。當(dāng)輸入信號在超過器件工作電壓范圍時,上述結(jié)構(gòu)會將能量引導(dǎo)到地或電源線上以減輕潛在損害。其中PMOS類型的保護器件具有極低的時間延遲和漏電流,因此在高速數(shù)據(jù)傳輸線等要求較高的場合被廣泛應(yīng)用。
2.ESD保護器件參數(shù)分析
選擇ESD保護器件時需關(guān)注以下幾個參數(shù):
① 工作電壓:ESD二極管型保護器件的工作電壓一般在5V~24V,而ESD MOS型保護器件的工作電壓則在1V~12V間。
② 承受的ESD擊穿電壓:表示該器件所能承受的靜電擊穿電壓,二極管型保護器件的ESD擊穿電壓可達數(shù)千伏,而MOS型的一般在300V左右。
③ 阻抗:代表正常工作情況下ESD保護器件的電阻值,一般在數(shù)歐姆到幾十歐姆之間。
④ 容量:表示由于安裝ESD保護器件所增加的額外電容值。通常在0.1pF~2pF之間,如果超出這個范圍,則可能會影響晶體管放大度而使電路性能降低。