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用于確保信號完整性的ESD保護器件新結構

—— New Structure of ESD Protection Device to Ensures Signal Integrity
作者:周智勇 特約撰稿人 時間:2009-12-11 來源:電子產品世界 收藏

  隨著視頻圖像分辨率以及色彩深度的提高,數字視頻信號的速率呈現越來越高的趨勢,(靜電放電)保護器件作為高速數字信號接口如、DVI、USB等中必不可少的模擬元器件,一種發(fā)展趨勢是采用IC制造工藝做成集成在單一芯片中的保護器件陣列;另一種是采用分立元件制造工藝,做成分立的保護器件。

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/101086.htm

  ESD保護器件的新材料以及制造工藝的發(fā)展驅動力在于,既要具備很高的抗靜電放電的能力,又要具有超低的電容。

  傳統(tǒng)ESD保護器件的局限性

  最常見的ESD保護器件可以分為三類:聚合體、變阻器/抑制器以及二極管。

  聚合體器件

  聚合體因具有低于0.05~1.0 pF數量級的電容,它在高頻應用中似乎具有吸引力,但是,這種低電容特性也帶來了一些副作用。

  聚合體擊穿的觸發(fā)電平遠遠高于鉗位電平,典型的聚合體ESD保護器件的擊穿電壓高達500V,擊穿之后迅速回復至高達150V的鉗位電平。當電荷被釋放后,聚合體才恢復高阻狀態(tài),這就需要花費很長的恢復時間。

  變阻器和抑制器

  變阻器和抑制器是非線性可變電阻器。抑制器存在的問題在于觸發(fā)電壓高、鉗位電壓高以及電阻高,典型的低電容抑制器的鉗位電壓范圍150~500V,動態(tài)電阻在20~40Ω之間,從而導致大部分能量能夠抵達受保護器件,而不是被旁路到地。此外,變阻器和抑制器存在的最大問題是每次ESD沖擊之后,器件的電特性會發(fā)生變化,包括電容參數。

  二極管

  ESD保護二極管具有低的鉗位電壓、低電阻以及快速開啟時間和更高的可靠性等特點,因此,能提供最佳的保護特性,最新的ESD保護二極管已經可以做到低于1pF的電容,因此,使之成為ESD保護的理想選擇之一。許多公司提供針對ESD保護的二極管陣列??墒?,片上ESD保護二極管存在的問題在于要進一步提高抗ESD沖擊的能力有限,它更適合于便攜式產品。

  隨著數字信號速率的提高,傳統(tǒng)的ESD保護器件均存在一定的局限性,因此,有必要研究更為有效的ESD保護器件的新結構和新材料。

  確保對保護器件的

  3個要求

  ESD保護器件的設計和制造除了要遵循ESD保護準則之外,同等重要的就是ESD保護器件必須符合數據傳輸過程中確保的要求。

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