靜電保護電路

1. 靜電保護電路里的clamping voltage如何定義，如何計算

在管子達到最大反向電流Ipp條件下所承受的最大反向電壓。所以你看Vc後面通常會跟著個@Ipp

2. 電路板如何才能有效的防止靜電干擾

電路板防靜電保護方法

1、 運輸注意事項
● 儲存和發送電路板時，必須使用如金屬化塑料袋、金屬箱等放靜電包裝材料。
● 若容器本身濱不導電，那電路板必須被如導電泡沫、放靜電塑料袋、鋁箔或紙之類的導電材料進行包裹任何情況下，均不能使用普通塑料袋或薄膜。
2、 檢測注意事項
● 不要用萬用表探測靜電放電敏感器件引線端子或相應的連接線。如果必巡要這樣探測；在探測前，應將測試筆直接接觸地線以渫放其靜電。
● 從靜電放電保護要求出發，含有MOS器件這類電路板被抽出或插入時，不允許在通電情況下進行下述情況操作。
● 檢測電路板的裝置必須可靠接地。
3 使用注意事項
● 一個基本的准則是，只是在有必要時，才能用手觸摸這些電路板。接觸時注意員工的手勢，不要接觸電路板的引腳或導體。
● 處理電路板時，必須把所有工作台和包裝箱可靠接地。 ● 在接觸電路板前，有關的人員必須保證他自己沒有攜帶過量靜電。最簡單的釋放靜電的方法是在接觸電路板前，先接觸某些設備的接地部分(如電櫃的金屬框架、水管等)。
● 大部分的塑料材料是極易產生靜電的，因此必須盡可能遠離電路板。
● 電路板不應放置在有絕緣材料或容易產身靜電的材料(塑料薄膜、絕緣檯面和合成衣料等)的環境中。必須放置在導電表面的物體上(放靜電檯面、導電泡沫材料、放靜電塑料袋各放靜電周轉箱)。
● 不應放置在顯示器、電視機附近(最小距離大於10cm)。
● 不要用萬用表探測靜電放電敏感器件引線端子或相應的連接線。如果必巡要 這樣探測；在探測前，應將測試筆直接接觸地線以渫放其靜電。
●從靜電放電保護要求出發，在含有靜電放電敏感器件的產品中，尤其是含有MOS器件這類電路板被抽出或插入時，不允許在通電情況下進行下述情況操作。
● 在安裝和檢測電路板的工作人員，應避免在附近做會產生靜電的有害活動，如在工作時脫掉活穿工作服等。
● 不允許電路板堆放在一起導致器件間互相直接接觸。已裝上靜電放電敏感器件的電路板不能重迭應分別放入防靜電袋內。
●定期檢查工作台接地裝置、工具和實驗設備接地的安全性，應保證執行防靜電的預防程序，靜電放電保護的有效性。
●在電路板之前，把人體接觸地扣帶與手腕相連，濱把另一端接到設備機框或底座地在線。

●調試工作台上絕不允許敷設普通乙烯樹脂塑料板，不能使用塑料工作椅。
● 調試人員不允許身穿化纖工作服，應穿棉布工作服。最好防靜電工作服。

3. 電路板靜電保護怎麼設計

電路板靜電保護，有可靠接地，增加屏蔽罩或外殼，貼金屬密封條，輸入輸出埠加esd防護等。

4. ESD保護電路的幾種方法

1 ESD 的產生及危害 當兩個物體碰撞或分離時就會產生靜電放電ESD 即靜態電荷從一個物體移動到另一個物體兩個具有不同電勢的物體之間產生靜態電荷的移動，類似於一次很小的閃電過程放電量的大小和放電持續時間取決於物體的類型和周圍的環境等多種因素，當ESD 具有足夠高的能量時將造成半導體器件的損壞靜電放電ESD 可能隨時發生例如插拔電纜或人體接觸器件的I/O 埠或者是一個帶電的物體接觸半導體器件半導體器件觸地以及靜電場和電磁干擾產生足夠高的電壓引起靜電放電ESD。 ESD 基本上可以分為三種類型，一是各種機器引起的ESD， 二是傢具移動或設備移動引起的ESD ，三是人體接觸或設備移動引起的ESD ，所有這三種ESD 對於半導體器件的生產和電子產品的生產都非常重要電子產品的使用過程最容易受到第三種ESD 的損壞，攜帶型電子產品尤其容易受到人體接觸ESD 的損壞ESD 一般情況下會損壞與之相連的介面器件，另一種情況是遭受ESD沖擊後的器件可能不會立即損壞而是性能下降導致產品過早出現故障。 當集成電路IC 經受ESD 時放電迴路的電阻通常都很小，無法限制放電電流例如將帶靜電的電纜，插到電路介面上時放電迴路的電阻幾乎為零造成可高達幾十安培的瞬間放電尖峰電流，流入相應的IC管腳瞬間大電流會嚴重損傷IC 局部發熱的熱量甚至會融化矽片管芯ESD， 對IC 的損傷一般還包括內部金屬連接被燒斷鈍化層被破壞晶體管單元被燒壞。 ESD 還會引起IC的死鎖LATCHUP 這種效應和CMOS 器件內部的類似可控硅的結構單元被激活有關高電壓可激活這些結構形成大電流通道一般是從VCC 到地串列介面器件的鎖死電流可高達1 安培鎖死電流會一直保持直到器件被斷電不過到那時IC 通常早已因過熱而燒毀了ESD沖擊後可能存在兩個不易被發現的問題一般用戶和IEC測試機構使用傳統的環路反饋方法和插入方法進行測試通常檢測不出這兩個問題。 1 RS-232 介面電路中接收器對發送器產生交叉串擾 同類產品RS-232 介面電路中的ESD 保護結構可能對某種波形的ESD或某個ESD 沖擊電壓失效經過ESD沖擊後造成接收器輸入端和發送器輸出端之間形成通路從而導致接收器對發送器產生交調圖一如果RS-232 介面電路中有關斷電路那麼關斷期間經過ESD 沖擊後更容易產生交調產生交調後將導致通信失敗而且即使關斷工作狀態下發送器仍有輸出導致關斷失效使對方RS-232處在接收狀態。
2 RS-232 介面電路對電源產生反向驅動 某些RS-232 介面電路中的ESD 保護結構經過ESD 沖擊後可能在輸入端與供電電源Vcc之間形成電流通路圖二對其供電電源產生反向驅動如果供電電源沒有吸入電流的能力通常來講電源輸出迴路里有一個正向二極體這將導致電源電壓Vcc 的增加從而損 壞RS-232 介面電路和系統內的其它電路因為RS-232 介面電路輸入端的電壓在5V 到25V之間使Vcc 有可能大於9V 超出電源電壓的最大范圍而燒壞電路。 2 ESD 保護電路 ESD 的產生是當兩個物體碰撞或分離時即靜態電荷從一個物體移動到另一個物體所以ESD最有效的保護是介質隔離是用絕緣介質把內部電路和外界隔離開1mm 厚的普通塑料如PVC 聚酯或ABS 能夠保護8KV 的ESD 但是實際的介質不可能沒有間隙和接縫所以材料的蠕變和間隙距離非常重要LCD顯示屏觸摸屏等都有很厚的邊角12mm 隔離內部電路。 ESD 保護的第二個有效方法是屏蔽防止大的ESD 電流沖擊內部電路ESD 沖擊金屬屏蔽外殼時最初幾毫秒會比保護地電壓高出許多屏蔽外殼電壓會隨著ESD電荷的轉移而下降所以最初的幾毫秒內會對內部電路產生二次ESD沖擊所以僅僅使用外部屏蔽是不夠的而要把內部電路與屏蔽外殼共地或者把內部電路進行介質隔離電氣隔離也是一種抑制ESD 沖擊的有效方法PCB 板上安裝光耦和變壓器雖然不能完全消除ESD的沖擊但是結合介質隔離和屏蔽可以很好的抑制EDS沖擊光耦和變壓器尤其適合電源部分信號通路最好的隔離是光纖無線和紅外線方式信號通路上的另一種保護方法是在每條信號線上外加阻容元件串聯電阻能夠限制尖峰電流並聯到地的電容則能限制瞬間的尖峰電壓這樣做的成本低但是防護能力有限ESD的破壞力在一定程度上得到抑制但依然存在因為阻容元件並不能降低尖峰電壓的峰值僅僅是減少了電壓上升的斜率而且阻容元件還會引起信號失真以致限制了通訊電纜的長度和通訊速率外接的電阻/電容也增加了電路板面積。 另一種廣泛使用的技術是外加電壓瞬變抑制器或TransZorb?二極體這種防護非常有效，但仍有一些缺點外加器件仍會增加電路板面積防護器件的電容效應會增加信號線的等效電容成本較高TransZorb?二極體價格較貴大約25 美分/每個典型的3 發/5 收的COM 埠需要8 個TransZorb?二極體費用高達$2一種有效的方法是採用內部集成ESD 防護功能的串列介面器件這種器件比普通無防護功能的器件價格要貴但增加的費用比起外加防護二極體的費用要低內部集成的ESD，防護電路不會增加任何輸入輸出管腳的等效電容也節省了電路板面積MAXIM公司近幾年發展了享有專利的集成ESD防護技術並可提供全系列的ESD防護串列介面器件包括與標准器件完全兼容的產品MAXIM公司還將同樣的技術應用到模擬開關和開關去抖產品中所有這些器件的ESD 防護能力都符合15kV IEC1000-4-2 氣隙放電8kVIEC1000-4-2 接觸放電15kV人體模型HBM 測試標准下表是MAXIM公司具有抗靜電功能的器件。 3 MAXIM 公司的ESD 保護技術 歐洲共同體所規定的ESD 保護有其嚴格的測試標准 對於正常工作方式下ESD 結構必須完全透明 ESD 過程中不能發生閉鎖現象 必須通過所有相關ESD 測試標准 15kV ESD 人體模式測試標准 8kV ESD IEC 1000-4-2 接觸放電模式測試標准 15kV ESD IEC 1000-4-2 空氣間隙放電模式測試標准 4kV ESD IEC 1000-4-4 電氣快速瞬變/猝發模式測試標准 其中IEC 1000-4-2 與15kV 人體模式測試標准之間的主要差別在於峰值電流相同電壓下IEC 1000-4-2 沖擊的吸收電流要比人體模式高出5 倍以上4kV ESD IEC 1000-4-4電氣快速瞬變/猝發模式測試標準是模擬產生開關和繼電器的電弧放電結果MAXIM 器件可提供4kV 的保護兩倍於IEC 1000-4-4 標準的2kV 指標。 在現實世界中，ESD所產生的波形可能是各種各樣的。不管是何種波形，MAXIM的工程師設計出了適應性非常強的結構對器件提供ESD 保護。

5. 如何做電路的防靜電保護電路

1.PCB layout上下功夫，例如接地方式，接地環路。
2.利用壓敏電阻。
3.利用TVS二極體。

6. 如何對PCB進行靜電保護

隨著現在信息技術的快速發展，電子元器件的晶元的集成度越來越高。iNTEL公司的奔騰4中央處理器晶元內有四千多個晶體管，採用0.18微米電路，運算速度成倍提高的同時，靜電所帶來的問題也日益突出。隨著半導體先進工藝進入深亞微米，納米結點後，靜電放電對晶元的威脅變得更加明顯。生產晶元的廠家對防靜電提出更高的要求。
每一顆晶元內部都需要靜電防護，然而並不是每家晶元設計公司都有靜電防護專家。也許您在設計過程中根本沒有仔細考慮ESD防護問題，最後產品測試也通過了，但是潛在的ESD問題會造成晶元潛在的失效（在客戶端）。所以我強烈建議在項目前期就要有ESD的設計規劃。
晶元設計師通常在晶元上對連接區增加輸入防護。這些輸入防護網路對基片提供了一個安全短路（通常是對地），以便晶元將不會被因放電而產生的高電壓或大電流所破壞。這種技術已被證實對於限制封裝半導體器件對ESD的敏感度十分有效。
人體是主要的靜電源之一，晶元生產車間人員和設備都需要有更嚴格的靜電防護措施。 接觸晶元的操作人員須佩帶防靜電手腕帶、防靜電服、防靜電鞋等必備靜電防護工具，定期作培訓。

7. ESD（靜電放電）保護原理

ESD（Electrostatic Discharge Protection Devices），靜電保護器件，亦稱瞬態電壓抑制二極體陣列（TVS Array），是由多個TVS晶粒或二極體採用不同的布局設計成具有特定功能的單路或多路ESD保護器件。ESD靜電保護二極體響應速度快（小於0.5ns）、低電容、低導通電壓、高集成度、小體積、易安裝，可以同時實現多條數據線保護，是業內最理想的高頻數據保護器件。

TVS二極體工作原理

8. 靜電保護元件的簡介

TVS/ESD靜電保護元件陣列
ESD靜電保護元器件RLESD保護器件可避免電子設備中的敏感電路受到ESD的。可提供非常低的電容，與其他同類元件相比具有更優異的傳輸線脈沖（TLP）測試，以及IEC6100-4-2測試能力，尤其是在多采樣數（高達1000）之後。該器件可比傳統的聚合物SEO器件提供更低的觸發電壓和更低的箝拉電壓，進而改善對敏感電子元件的保護。
靜電保護元件(ElertroStatic Discharged Protection)簡稱ESD，是一種過壓保護元件，是為高速數據傳輸應用的I/O埠保護設計的器件。RLESD保護器件是用來避免電子設備中的敏感電路受到ESD(靜電放電)的影響。可提供非常低的電容，具有優異的傳輸線脈沖（TLP）測試，以及IEC6100-4-2測試能力，尤其是在多采樣數高達1000之後，進而改善對敏感電子元件的保護。

9. 如何設計靜電防護電路

1. 對於大部分工程師來說，ESD是一種挑戰，不僅要保護昂貴的電子元件不被ESD損毀，還要保證萬一出現ESD事件後系統仍能繼續運行。這就需要對ESD沖擊時發生了什麼做深入的了解，才能設計出正確的ESD保護電路。

2. 我們的手都曾有過靜電放電(ESD)的體驗，即使只是從地毯上走過然後觸摸某些金屬部件也會在瞬間釋放積累起來的靜電。我們許多人都曾抱怨在實驗室中使用 導電毯、ESD靜電腕帶和其它要求來滿足工業ESD標准。我們中也有不少人曾經因為粗心大意使用未受保護的電路而損毀昂貴的電子元件。
   對某些人來說ESD是一種挑戰，因為需要在處理和組裝未受保護的電子元件時不能造成任何損壞。這是一種電路設計挑戰，因為需要保證系統承受住ESD的沖擊，之後仍能正常工作，更好的情況是經過ESD事件後不發生用戶可覺察的故障。
   

   與人們的常識相反，設計人員完全可以讓系統在經過ESD事件後不發生故障並仍能繼續運行。將這個目標謹記在心，下面讓我們更好地理解ESD沖擊時到底發生了什麼，然後介紹如何設計正確的系統架構來應對ESD。

3. 將一個電容充電到高電壓(一般是2kV至8kV)，然後通過閉合開關將電荷釋放進准備承受ESD沖擊的「受損」器件(圖1)。電荷的極性可以是正也可以是負，因此必須同時處理好正負ESD兩種情況。破 壞受損電路的高瞬態電壓一般具有幾個納秒的上升時間和大約100納秒的放電時間。受損電路不同，對正負沖擊的敏感性可能也有很大的不同，因此你需 要同時處理好正負沖擊。人體模型(HMB)和機器模型(MM)這兩種最常見模型之間的區別主要在於串聯電阻。人體模型的導電性沒有金屬那麼好。

4. 

   浪涌電流應該被限制，而信號應該保持相對局部地的穩定性。如前所述，HBM和MM之間的性能區別是非常大的。在許多情況下，在TVS器件之前增加一些串聯電阻有助於限制電流浪涌，並減少地線反彈。與HBM一樣，最終結果是減少系統應力。
   通常帶寬限制本身不會解決ESD問題。低通濾波器對小型ESD的衰減也要求60dB至150dB才能消除瞬態電壓，這對簡單的無源濾波器來說是很難做到的。TVS限壓器可以將信號下拉到電源軌之間。
   然後一階RC電路可以用來保持信號的完整性(圖4)。電容也可以穩定相對於局部地的輸入電壓。這種方法可以很好地保護數量很多的低帶寬輸入，包括「設置並忘記的」控制線、感測器輸入和類似對象。
   雖然我們討論的大部分內容是保護PCB的輸入埠，但輸出埠保護也是類似的。TVS限壓器和附加電阻在這里也很合適。限制電壓有助於防止半導體損壞，並保護具有電壓限制的其它部件。
   串聯電阻也有助於地的穩定。此外，讓ESD浪涌電流遠離數字晶元的I/O單元可以防止晶元內部出現地線反彈，從而允許處理器在外部限壓器吸收浪涌電流沖擊時保持正常工作。

5. 基於多種原因，IC內部的ESD保護功能有些折衷。矽片和金屬都針對IC的核心功能作了優化，不適合用於大電流工作。專門的TVS器件使用針對大電流電路優化過的矽片，具有比普通CMOS中的PN結更高的性能。
   另外，具有大電流ESD保護功能的I/O單元會佔用相當大的空間，從而推升IC成本。而且IC上的高頻引腳通常沒辦法附加大尺寸的ESD保護電路，因為它會產生容性負載。
   作為一般經驗，晶元內部的ESD保護程度只是足以完成IC生產並焊接到PCB上，但缺少應用環境通常需要的魯棒性保護性能。如果連接需要離開PCB，通常需要利用外部裝置進行進一步的保護。

6. 正確設計的通信埠會使用魯棒性的協議，協議中包含了通用使用循環冗餘檢查(CRC)編碼來測試數據的完整性。乙太網、USB和CAN匯流排都開發了CRC 編碼並隨數據一起傳送。設計正確的接收器將檢查CRC編碼是否匹配所發送的數據。如果不匹配，表示要麼數據要麼CRC編碼發生了錯誤，將發出重新發送數據 的請求。
   由於ESD事件持續時間不到100ns，因此CRC檢查、驗證和重新發送過程通常以不可見的方式處理ESD。最終用戶一般從未意識到損壞的信息得到了糾正。其它一些協議的結構中沒有保護措施。
   I2C、串列外設介面(SPI)和系統管理匯流排(SMBus)通信設計在PCB上工作，無法驗證和糾正數據。如果有些數據要離開電路板，確保你有方法驗證數據的有效性。
   大 多數現代通信路徑採用差分方式，即使用某種形式的低壓差分信號(LVDS)。每個LVDS連接需要像所有其它信號一樣受到TVS保護。磁場隔離(乙太網 常用)和共模扼流圈有助於解決由於ESD事件中的地線反彈產生的共模變化問題。在輸入信號與PCB不共享同一個地時，應該採取光學隔離或磁場隔離措施。要求完善的數據完整性但不包含誤碼檢查的高速數據流在防止ESD沖擊方面難度特別大。理解器件如何提供高於1GB/s的串列數據速率和完整的通信協議保護可以避免這個問題。

7. 離開或進入電路板的任何模擬信號都需要基本的TVS保護。需要考慮連接通道的帶寬以判斷下一步應採取其它什麼措施。大多數模擬控制信號、運動控制系統、音 頻和指示燈不需要更多的措施，因為所用器件的響應時間較長。射頻前端是通信通道的物理層，由作為協議一部分的檢錯機制提供自我糾正。硬體只能提供這么多保護。如果系統中心的某個處理器需要完成監聽和控制，那麼還需要一些選項。這里介紹的技術能使你的處理器不再丟失，或需要經過復位周期。在這個主機控制下到底發生了什麼則是需要考慮的另外一回事。一般來說，你需要在處理器代碼中編入一些智能，以便它能識別錯誤的信息並進行正確的處理。通過時分輪詢埠可以方便地解決慢速檢測和控制線問題。由於ESD事件非常短暫，如果對幾個毫秒內的多個樣本來說埠上的數據保持穩定，那麼系統就不存在ESD這種災難**件。此外，作為再現過程的一部分，輸出可以被刷新。如果處理器是存儲器單元這一步是不需要的，但如果數據是通過遠程鎖定的，那就需要用刷新常式來管理破壞事件。