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?? ?當(dāng)今時(shí)代，無(wú)處不在的靜電與人們?nèi)粘Ｉ钏蕾?lài)的各種電子設(shè)備已成為一對(duì)難以解決的矛盾，尤其是當(dāng)手持電子設(shè)備體積縮小而產(chǎn)品特性及功能不斷增加時(shí)，它們的輸入/輸出端口也隨之增多，導(dǎo)致靜電放電ESD（Electro Static Discharge）進(jìn)入系統(tǒng)并干擾或損壞集成電路(IC)，因此如何進(jìn)行有效的ESD保護(hù)已成為電子設(shè)備制造商面對(duì)的重要課題。
??? 在4月26日安森美" title="安森美">安森美舉行的ESD保護(hù)媒體交流會(huì)上，安森美半導(dǎo)體" title="安森美半導(dǎo)體">安森美半導(dǎo)體亞太區(qū)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品部市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)副總裁麥滿(mǎn)權(quán)先生從以下幾方面對(duì)ESD問(wèn)題進(jìn)行了分析，并介紹了安森美半導(dǎo)體在ESD保護(hù)方面從“插口到插袋TM”的完整解決方案。
ESD問(wèn)題日趨嚴(yán)重
??? 電子電路的輸入/輸出連接器為ESD的進(jìn)入提供了路徑。以手機(jī)為例，音量鍵、語(yǔ)音鍵、智能鍵、充電器插口、配件連接端口、揚(yáng)聲器、鍵區(qū)、擴(kuò)音器、SIM卡、電池接頭等都可能成為ESD的進(jìn)入點(diǎn)。當(dāng)進(jìn)入的ESD電壓足夠高時(shí)，就會(huì)在IC器件的電介質(zhì)上產(chǎn)生電弧，在門(mén)氧化物層燒出顯微鏡可見(jiàn)的孔洞，造成器件的永久損壞。
ESD保護(hù)與CMOS芯片的分離
??? 人們?cè)?jīng)嘗試將ESD保護(hù)與CMOS芯片集成在一起。但是隨著半導(dǎo)體工藝向65nm以下的轉(zhuǎn)移， ESD保護(hù)的面積甚至超出了整個(gè)芯片的面積。相反，工藝越來(lái)越精細(xì)，對(duì)需要ESD保護(hù)的要求就越高。因此，有效的ESD保護(hù)已不能完全集成到CMOS芯片中。
此外，對(duì)電子設(shè)備來(lái)說(shuō)，外部保護(hù)器件" title="保護(hù)器件">保護(hù)器件可以更有效地防止ESD進(jìn)入電路及電壓敏感型元件。強(qiáng)制性ESD抑制標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-4-2要求，保護(hù)器件應(yīng)放置在連接器或端口處，以便在ESD進(jìn)入電路板之前有效抑制ESD事件的發(fā)生。
TVS與壓敏電阻的比較
??? 傳統(tǒng)上一般采用壓敏電阻來(lái)進(jìn)行ESD保護(hù)，但是它存在體積大、性能差的缺點(diǎn)。而且由于壓敏電阻采用的是物理吸收原理，所以每經(jīng)過(guò)一次ESD事件，材料就會(huì)受到一定的物理?yè)p傷，形成無(wú)法恢復(fù)的漏電通道；而且，要達(dá)到更好的吸收效果，就要使用更多的材料，使其體積增加，進(jìn)而限制了在今天小型化產(chǎn)品當(dāng)中的應(yīng)用。TVS器件利用半導(dǎo)體的鉗位原理，只要可以集成在小型封裝里，就可以保證其可靠性。
??? TVS技術(shù)基于二級(jí)管工作原理，在受到8kV高壓電擊后，會(huì)立即擊穿，將能量傳遞出去，從而不會(huì)像壓敏電阻一樣影響到壽命。而壓敏電阻在高壓電擊20次之后，漏電會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，因?yàn)槠湮锢斫Y(jié)構(gòu)形成了多條漏電通道。
麥先生形象地比喻說(shuō)：TVS好比耍太極，把靜電在幾個(gè)納秒內(nèi)泄掉。
精彩的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試
??? 為給在座記者以直觀感受，安森美工程師Lon Robinson先生進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試" title="現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試">現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試演示。他利用高頻測(cè)試電路板提供ESD接觸放電脈沖電流和ESD槍測(cè)試ESD保護(hù)器件的性能，在示波器上顯示出真實(shí)的鉗制電壓曲線(xiàn)。TVS器件可以立即將進(jìn)入的8kV靜電鉗制到5～6V水平。而壓敏電阻的曲線(xiàn)則下降得很緩慢，且無(wú)法降到很低的水平。該曲線(xiàn)表明，TVS器件的恢復(fù)時(shí)間非常短，經(jīng)過(guò)TVS器件泄漏到電路的能量也非常少。從而能夠適合在便攜式設(shè)備中應(yīng)用。
??? 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試還顯示出，在正脈沖時(shí)，安森美半導(dǎo)體ESD9X5.0ST5G二極管的鉗位電壓" title="鉗位電壓">鉗位電壓比其他產(chǎn)品的鉗位電壓稍低；但在負(fù)脈沖時(shí)，安森美半導(dǎo)體的二極管同樣能迅速將放電脈沖電壓鉗制到很低，而其他同類(lèi)競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品的電壓則下降很緩慢，幾乎多了5倍時(shí)間才把電壓降下來(lái)。事實(shí)上，負(fù)脈沖條件下的鉗位電壓同樣有意義，因?yàn)榇嬖诔侩娮拥谋砻鏁?huì)進(jìn)行負(fù)充電，同樣需要進(jìn)行ESD保護(hù)。
??? 通過(guò)麥先生的介紹以及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中安森美ESD解決方案所表現(xiàn)出的理想效果，我們有充分的理由相信，此ESD解決方案將給IC的安全性帶來(lái)一次革命性的提升，它不愧為IC的衛(wèi)士，靜電的克星！