靜電防護的方法

一、前言

在電子產(chǎn)品制造和使用中，靜電放電往往會損傷器件，甚至使產(chǎn)品失效造成嚴(yán)重?fù)p失。因此，靜電防護就顯得尤為重要，在不同的產(chǎn)品中，對靜電的防護方案采用也各不相同。

二、PCB板設(shè)計

在早期對于靜電的防護沒有太多針對性的產(chǎn)品，所以基本都是從設(shè)計上去優(yōu)化，比如合理的串聯(lián)電阻限流來提高電路中的ESD保護能力。有一種比較另類的方案，通過在PCB板上設(shè)計多個露銅鋸齒對結(jié)構(gòu)來達到高壓下?lián)舸┬狗怕窂健?/span>

這種方案結(jié)構(gòu)簡單，但是其間距也是十分講究，通過公式S=U/E計算，為保證3kv以上的電壓正常放電，兩尖（）端子間距要控制在約1mm，好處是降低了成本，但是缺點也是顯而易見的，因為是外放電，所以觸點不能涂敷阻焊層，表面氧化后放電能力會變?nèi)酰壹猓ǎ┒朔烹娪欣‖F(xiàn)象，放電附近與上方不能有易燃或敏感器件。

三、高分子放電器

高分子靜電管命名時因為其構(gòu)成主要由聚合物電壓誘變材料與高電分子材料組成，因為本體是由高絕緣體構(gòu)成，所以結(jié)電容可以做到很小（可達0.015pF），但是同時器件的擊穿電壓相對其它靜電管產(chǎn)品會高出很多，擊穿后鉗位電壓會迅速回落到低于擊穿電壓的范圍，在車載以太網(wǎng)上端口有部分方案應(yīng)用。這種產(chǎn)品的優(yōu)缺點很明顯：

• 優(yōu)點：結(jié)電容很低，在高頻電路上很合適；

• 缺點：極（）高的擊穿電壓與較高的鉗位電壓，對電壓比較敏感的電路可能需要二級防護才能適用。

四、壓敏放電管

壓敏放電管看材料特性比較像壓敏電阻，差別在于壓敏電阻是電壓變大阻值也跟著變大，而壓敏放電管是電壓變大其內(nèi)阻從無窮大變小，到達擊穿電壓呈低阻態(tài)將電流泄放對地，結(jié)構(gòu)上在兩邊的電極中間用氧化鋅進行填充，當(dāng)?shù)竭_擊穿電壓氧化鋅就處于導(dǎo)通狀態(tài)。相對高分子擊穿電壓與鉗位電壓會更低點，結(jié)電容無法做到高分子那種極低的參數(shù)。

五、半導(dǎo)體TVS管

目前比較主流一種方案，采用半導(dǎo)體的PN結(jié)雪崩效應(yīng)來達到過壓泄放效果，特點能精確控制到很低的擊穿電壓與極低的鉗位電壓，且一致性與可靠性高，通過對晶圓的設(shè)計能達到很高的電流通流量。對于特殊的應(yīng)用場景比如需要高擊穿電壓與極低的鉗位電壓可以通過晶圓設(shè)計SCR類回掃的產(chǎn)品。

六、總結(jié)

通過幾種不同方案的描述，可以發(fā)現(xiàn)不同類型的產(chǎn)品非常明顯，實際應(yīng)用中不存在某一種是絕對的選擇，具體還需要結(jié)合應(yīng)用場S景需求進行選型。