電路設(shè)計(jì)如何降低esd靜電,解決方法分享-KIA MOS管

電路設(shè)計(jì)降低esd靜電方法

使用鉗位二極管：

鉗位二極管最常用于集成電路中，以保護(hù)器件免受ESD的損壞。微控制器、數(shù)字信號控制器和處理器通常具有內(nèi)部的ESD鉗位二極管。如果低成本控制器內(nèi)部沒有鉗位二極管，可以在外部添加一個(gè)鉗位二極管，通常用于保護(hù)編程引腳和復(fù)位引腳。

IC固有的ESD鉗位二極管

正常工作時(shí)，假設(shè)引腳1的電壓預(yù)計(jì)在0-3.3V之間，D1和D2不會干擾。假設(shè)高電平為3.3V，則D1反偏不導(dǎo)通，另一方面D2也是不導(dǎo)通的，因?yàn)殛帢O連接到VCC，引腳的高電平等于VCC。當(dāng)引腳1中的電壓為0時(shí)，D2反向偏置，D1無偏置。

當(dāng)存在由ESD引起的高壓尖峰時(shí)，二極管會導(dǎo)通。例如：尖峰非常高，D2將正向偏置，尖峰將轉(zhuǎn)移到VCC，從而保護(hù)IC的內(nèi)部組件。當(dāng)存在非常高的負(fù)尖峰時(shí)，D1將傳導(dǎo)并將尖峰轉(zhuǎn)移到地面。

這里必須要了解清楚使用的IC是否具有保護(hù)。如果沒有的話，就在外部添加鉗位二極管。如下圖所示：

在外部添加鉗位二極管

如果打算在IC的所有引腳中都添加鉗位二極管的話，那是肯定不行，而且成本也會很高。通常來說，在產(chǎn)品制造并放入外殼后，IC將不能再用，鉗位二極管需要實(shí)現(xiàn)的特性引腳比較少。當(dāng)然鉗位二極管可以用硅二極管或者肖特基二極管。

使用瞬態(tài)電壓抑制器

瞬態(tài)電壓抑制器是快速作用的鉗位二極管，不是普通的PN二極管，例如上面的鉗位二極管。

TVS在作用和功能方面和鉗位二極管差不多。一旦達(dá)到其擊穿電壓，器件就會鉗位，否則為開路。

下圖顯示了常見的TVS符號，圖A、B為雙向TVS，C為單向TVS。雙向TVS可以阻止ESD正向或負(fù)向尖峰。另一方面，單向的只能抑制一個(gè)定向尖峰。

使用齊納二極管

使用齊納二極管作為ESD保護(hù)與單向TVS原理相同，齊納二極管的缺點(diǎn)是不如TVS快，并且考慮到TVS相同的尺寸，只能處理較小的能量，需要更大的齊納二極管來承受能量，但是會占用PCB的空間，成本也會更高。

合理布局和布線：

在PCB設(shè)計(jì)中，合理的布局和布線可以減少ESD的影響。高頻信號線應(yīng)遠(yuǎn)離敏感元件，地線應(yīng)盡量短且寬，以確保地電位的穩(wěn)定。此外，使用屏蔽措施，如金屬外殼或屏蔽材料包裹敏感電路，也可以隔絕外部干擾。

選擇合適的元件：

在抗干擾設(shè)計(jì)中，選擇合適的電容和電感、使用抗干擾元件（如共模扼流圈、TVS二極管等）也是非常重要的。這些元件可以有效抑制高頻噪聲，提高電路的抗干擾能力。

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