手機(jī)需要更好的防靜電保護(hù)

  手機(jī)需要更好的防靜電保護(hù)

計(jì)算機(jī)的革命使得電子系統(tǒng)(計(jì)算機(jī)，外設(shè)等設(shè)備)之間的通信聯(lián)接越來越多，因此造成必需要處理的數(shù)據(jù)量大量膨脹。數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾室脖厝浑S之而提高，并將繼續(xù)不斷地提高。  

從歷史上來看，電子設(shè)備防突變電壓的保護(hù)隨電子技術(shù)的進(jìn)步而改變。固態(tài)元件以前，電子真空管是電子設(shè)備的主要元件。這些電子真空管器件對(duì)靜電電壓，間接的閃電電壓，快速突變的電壓(EFT)，以及由電子設(shè)備本身產(chǎn)生的突變電壓表現(xiàn)出很好的承受能力。需要額外保護(hù)的器件不多。然而，隨著晶體管成為電子設(shè)備的主要器件以后，電子設(shè)備，比如現(xiàn)代數(shù)據(jù)處理設(shè)備，由于靜電電壓的問題而變得越來越容易損壞。

電子設(shè)備對(duì)靜電電壓的敏感程度和電路尺寸越來越小有關(guān)。電路的物理尺寸減小，損壞這些電路中的元器件(例如，晶體管，互聯(lián)線，絕緣體等)所需要的能量也減小。結(jié)果，新一代產(chǎn)品中需要保護(hù)的電路也變得空前的多起來。

電子元器件發(fā)展到今天，電子信號(hào)和信息的傳輸方法也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。這就是，帶寬變寬了，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣雀吡耍畔⒌牟ㄐ胃鼜?fù)雜了。為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾裕瑢?duì)于新的保護(hù)器件，維持電透明，不產(chǎn)生干擾信號(hào)，造成信號(hào)失真化，這是最基本的要求。

第一代防突變保護(hù)產(chǎn)品是要減輕直接受到雷電沖擊的效應(yīng)，然而今天高電壓突變的源頭除了雷電以外還包括靜電放電、快速電壓突變(EFT)。相應(yīng)的新的沖擊參數(shù)也已發(fā)生變化。例如：閃電突變的電壓和電流的上升時(shí)間比靜電放電的數(shù)值要低幾個(gè)數(shù)量級(jí)。

所以,很自然會(huì)產(chǎn)生這樣的問題:過去的電路保護(hù)器件能夠提供今天電路的最佳保護(hù)嗎？

Littelfuse解決方案

Littelfuse公司的脈沖保護(hù)抑制器采用可變電壓材料(VVM)，它隨著電壓的變化具有非線性的電阻，當(dāng)電路正常工作時(shí)，靜電放電(ESD)抑制器的電性能是透明的。當(dāng)ESD出現(xiàn)時(shí)VVM就變成導(dǎo)體，把ESD的能量從電路中旁路掉。在ESD能量消失以后，抑制器又回到很高阻值的關(guān)斷狀態(tài)。

脈沖保護(hù)抑制器的電容非常低，不會(huì)引起數(shù)據(jù)信號(hào)的衰減或蛻化。這對(duì)于要保護(hù)的高速數(shù)據(jù)傳輸線是最基本的要求。較高的電容會(huì)引起包括數(shù)字波形的失真等效應(yīng)。

對(duì)防ESD保護(hù)元件來說，引線的電感也是要認(rèn)真考慮的?？紤]到典型的ESD快速上升時(shí)間特點(diǎn)必須要采用高頻率的設(shè)計(jì)規(guī)則。引線的長(zhǎng)度和印刷電路板引線的長(zhǎng)度應(yīng)降到最低值,以減少ESD抑制器和引線的電感數(shù)值。同樣由于封裝電感的存在,帶有引線和接合線的抑制器也能夠感應(yīng)出電壓，所以好的保護(hù)電路很昂貴。

采用聚合體VVM，Littelfuse公司能夠提供各種不同尺寸和形狀的脈沖保護(hù)抑制器，每一個(gè)都進(jìn)行了優(yōu)化,以滿足特殊設(shè)計(jì)的需要。我們的基于抑制器的產(chǎn)品可以有效的進(jìn)行"無引線安裝。ESD脈沖能很簡(jiǎn)單的旁路到設(shè)備的外殼地線上?；谝种破鞯漠a(chǎn)品也適用于空間不多的印制板，那里的ESD問題并不重要。在這種情況下把ESD抑制器封裝在一個(gè)連接器上，能夠降低成本，節(jié)省重新設(shè)計(jì)的時(shí)間。

如果連接器結(jié)構(gòu)不是你所選擇的封裝形式，Littelfuse公司還提供各種表面安裝的脈沖保護(hù)抑制器，從單列器件到多列陣列器件。這些產(chǎn)品同樣可以適合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的占位面積要求，或按客戶的特殊要求定制。例如：陣列器件可以做成SOT23封裝以適合用于兩列的保護(hù)器件，或者SO8封裝以適合用于七列的保護(hù)器件。也可以生產(chǎn)更小的非標(biāo)準(zhǔn)器件以節(jié)省印制板的空間。

分立的和陣列的脈沖保護(hù)抑制器應(yīng)該安裝在盡可能靠近ESD源頭的地方(印制板的邊緣)，記住這一點(diǎn)是很重要的。因?yàn)樗鼈兪菬o引線的器件，沒有引線框架和接合線，它們對(duì)"過沖電壓的貢獻(xiàn)是最低的。

脈沖保護(hù)抑制器的主要性能30

雙向;

最快反應(yīng)時(shí)間，小于一個(gè)毫微秒;

最低電容，小于一個(gè)微微法;

鉗位電壓對(duì)ESD能量足夠低；

24V DC;

有多種結(jié)構(gòu)(直接焊在印制板上的和基于連接器的元件);

低電感的封裝;

從1Hz到1GHz的平滑頻率特性，截止頻率(3dB點(diǎn))大約為3GHz(假定源阻抗為150歐姆);

可以使設(shè)備符合ESD指標(biāo)(IEC 1000-4-2, MIL-STD 883); 

經(jīng)久耐用，沖擊次數(shù)大于10000次，性能沒有退化。

典型應(yīng)用

由于ESD的影響，有很多電路需要保護(hù)，包括視頻、鼠標(biāo)、鍵盤、計(jì)算機(jī)I/O接口、打印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)接口、音頻元件、商用機(jī)器的通訊口以及其它有敏感IC的產(chǎn)品。

什么是IEC 1000-4-2

正如前面提到的，用來選擇較好防ESD保護(hù)的因素之一就是受到ESD危害的設(shè)備的敏感性。這個(gè)重要的指標(biāo)是IEC 1000-4-2, 或者 EN61000-4-2。

由國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)制定的標(biāo)準(zhǔn)IEC 1000-4-2提供了ESD的波形和能量水平的定義，以及測(cè)試電子設(shè)備受到ESD多次嚴(yán)重沖擊的能力的方法。圖6表明了由標(biāo)準(zhǔn)IEC 1000-4-2定義的ESD波形和測(cè)試能量等級(jí)(接觸放電)。由于空氣放電測(cè)試而不是接觸放電，具有可重復(fù)操作性，因此是更好的測(cè)試方法。

這些測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為測(cè)試工程師提供了向被測(cè)試設(shè)備(EUT)注入可重復(fù)測(cè)試脈沖的方法和根據(jù)ESD的存活性來進(jìn)行評(píng)估。正如圖6所表示，有幾種測(cè)試能量等級(jí)可用來決定EUT對(duì)ESD的免疫程度。

不管測(cè)試能量等級(jí)如何選擇，ESD脈沖都要在正常工作下注入到正在測(cè)試的設(shè)備(EUT)中測(cè)試,并連續(xù)進(jìn)行十個(gè)脈沖，在極性上以最敏感的方式加在EUT中。如果EUT在進(jìn)行測(cè)試以后沒有永久性的損害或者性能上的反常，那么它就通過了IEC 1000-4-2的測(cè)試。

當(dāng)前，如果電子設(shè)備制造商想把設(shè)備賣到歐共體市場(chǎng)去，那么需要證明他們的設(shè)備能夠經(jīng)受起IEC標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。如果不能滿足IEC 1000-4-2測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)，他們就要受到起訴，在美國(guó)也是這樣的情況。

作為電路保護(hù)技術(shù)的領(lǐng)先者，Littelfuse公司正在介紹連接器結(jié)構(gòu)和表面安裝系列的脈沖保護(hù)ESD抑制器，以滿足各個(gè)不同IEC 1000-4-2測(cè)試能量等級(jí)的客戶需要。