分享幾種不同的靜電防護方案

一前言

在電子產(chǎn)品制造和使用中，靜電放電往往會損傷器件，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)電阻限流來提高電路中的ESD保護能力。有一種比較另類的方案，通過在PCB板上設計多個露銅鋸齒對結(jié)構(gòu)來達到高壓下?lián)舸┬狗怕窂健?/p>

這種方案結(jié)構(gòu)簡單，但是其間距也是十分講究，通過公式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，但是缺點也是顯而易見的，因為是外放電，所以觸點不能涂敷阻焊層，表面氧化后放電能力會變?nèi)?，而且尖端放電有拉弧現(xiàn)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因為其構(gòu)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(gòu)成，所以結(jié)電容可以做到很小（可達0.015pF），但是同時器件的擊穿電壓相對其它靜電管產(chǎn)品會高出很多，擊穿后鉗位電壓會迅速回落到低于擊穿電壓的范圍，在車載以太網(wǎng)上端口有部分方案應用。這種產(chǎn)品的優(yōu)缺點很明顯：

優(yōu)點：結(jié)電容很低，在高頻電路上很合適；

缺點：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變大，而壓敏放電管是電壓變大其內(nèi)阻從無窮大變小，到達擊穿電壓呈低阻態(tài)將電流泄放對地，結(jié)構(gòu)上在兩邊的電極中間用氧化鋅進行填充，當?shù)竭_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更低點，結(jié)電容無法做到高分子那種極低的參數(shù)。

五半導體TVS管

目前比較主流一種方案，采用半導體的PN結(jié)雪崩效應來達到過壓泄放效果，特點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。對于特殊的應用場景比如需要高擊穿電壓與極低的鉗位電壓可以通過晶圓設計SCR類回掃的產(chǎn)品。

六總結(jié)

通過幾種不同方案的描述，可以發(fā)現(xiàn)不同類型的產(chǎn)品差異非常明顯，實際應用中不存在某一種是絕對的選擇，具體還需要結(jié)合應用場景需求進行選型。

審核編輯：劉清