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系统级ESD电路保护设计考虑因素
作者:    来源:    时间:2016-05-29 16:30:25浏览量:

  IEC 规定了两种系统级测试:接触放电和非接触放电。使用接触放电方法时,测试模拟器电极与受测器件 (DUT) 保持接触。非接触放电时,模拟器的带电电极靠近 DUT,同 DUT 之间产生的火花促使放电。

  表 1 列出了 IEC 61000-4-2 标准规定的每种方法的测试级别范围。请注意,两种方法的每种测试级别的放电强度并不相同。我们通常在4级(每种方法的最高官方标称级别)以上对应力水平进行逐级测试,直到发生故障点为止。

  表 1 接触放电和非接触放电方法的测试电平


器件级模型和系统级模型有一些明显的区别,表 2 列出了这些区别。表 2 中最后三个参数(电流、上升时间和电击次数)需特别注意:

  l 电流差对于 ESD 敏感型器件是否能够承受一次 ESD 事件至关重要。由于强电流可引起结点损坏和栅氧化损坏,8-kV HBM 保护芯片(峰值电流5.33A)可能会因 2-kV IEC 模型电击(峰值电流 7.5A)而损坏。因此,系统设计人员不能把 HBM 额定值同 IEC 模型额定值混淆,这一点极为重要。

  l 另一个差异存在于电压尖峰上升时间。HBM 的规定上升时间为 25ns。IEC 模型脉冲上升时间小于 1ns,其在最初 3ns 消耗掉大部分能量。如果 HBM 额定的器件需 25ns 来做出响应,则在其保护电路激活以前器件就已被损坏。

  l 两种模型在测试期间所用的电击次数不同。HBM仅要求测试一次正电击和一次负电击,而 IEC 模型却要求 10 次正电击和 10 次负电击。可能出现的情况是,器件能够承受第一次电击,但由于初次电击带来的损坏仍然存在,其会在后续电击中失效。图 1 显示了 CDM、HBM 和 IEC 模型的 ESD 波形举例。很明显,相比所有器件级模型的脉冲,IEC 模型的脉冲携带了更多的能量。扁平线圈电感制造厂

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