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(huì )損傷器件，甚至使產(chǎn)品失效造成嚴重損失。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板設計

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

這種方案結構簡(jiǎn)單，但是其間距也是十分講究，通過(guò)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(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的，因為是外放電，所以觸點(diǎn)不能涂敷阻焊層，表面氧化后放電能力會(huì )變弱，而且尖（）端放電有拉弧現象，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(shí)因為其構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成，所以結電容可以做到很?。蛇_0.015pF），但是同時(shí)器件的擊穿電壓相對其它靜電管產(chǎn)品會(huì )高出很多，擊穿后鉗位電壓會(huì )迅速回落到低于擊穿電壓的范圍，在車(chē)載以太網(wǎng)上端口有部分方案應用。這種產(chǎn)品的優(yōu)缺點(diǎn)很明顯：

• 優(yōu)點(diǎn)：結電容很低，在高頻電路上很合適；

• 缺點(diǎn)：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(zhù)變大，而壓敏放電管是電壓變大其內阻從無(wú)窮大變小，到達擊穿電壓呈低阻態(tài)將電流泄放對地，結構上在兩邊的電極中間用氧化鋅進(jìn)行填充，當到達擊穿電壓氧化鋅就處于導通狀態(tài)。相對高分子擊穿電壓與鉗位電壓會(huì )更低點(diǎn)，結電容無(wú)法做到高分子那種極低的參數。

五、半導體TVS管

目前比較主流一種方案，采用半導體的PN結雪崩效應來(lái)達到過(guò)壓泄放效果，特點(diǎn)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(guò)對晶圓的設計能達到很高的電流通流量。對于特殊的應用場(chǎng)景比如需要高擊穿電壓與極低的鉗位電壓可以通過(guò)晶圓設計SCR類(lèi)回掃的產(chǎn)品。

六、總結

通過(guò)幾種不同方案的描述，可以發(fā)現不同類(lèi)型的產(chǎn)品非常明顯，實(shí)際應用中不存在某一種是絕對的選擇，具體還需要結合應用場(chǎng)S景需求進(jìn)行選型。