静电保护电路

1. 静电保护电路里的clamping voltage如何定义，如何计算

在管子达到最大反向电流Ipp条件下所承受的最大反向电压。所以你看Vc后面通常会跟着个@Ipp

2. 电路板如何才能有效的防止静电干扰

电路板防静电保护方法

1、 运输注意事项
● 储存和发送电路板时，必须使用如金属化塑料袋、金属箱等放静电包装材料。
● 若容器本身滨不导电，那电路板必须被如导电泡沫、放静电塑料袋、铝箔或纸之类的导电材料进行包裹任何情况下，均不能使用普通塑料袋或薄膜。
2、 检测注意事项
● 不要用万用表探测静电放电敏感器件引线端子或相应的连接线。如果必巡要这样探测；在探测前，应将测试笔直接接触地线以渫放其静电。
● 从静电放电保护要求出发，含有MOS器件这类电路板被抽出或插入时，不允许在通电情况下进行下述情况操作。
● 检测电路板的装置必须可靠接地。
3 使用注意事项
● 一个基本的准则是，只是在有必要时，才能用手触摸这些电路板。接触时注意员工的手势，不要接触电路板的引脚或导体。
● 处理电路板时，必须把所有工作台和包装箱可靠接地。 ● 在接触电路板前，有关的人员必须保证他自己没有携带过量静电。最简单的释放静电的方法是在接触电路板前，先接触某些设备的接地部分(如电柜的金属框架、水管等)。
● 大部分的塑料材料是极易产生静电的，因此必须尽可能远离电路板。
● 电路板不应放置在有绝缘材料或容易产身静电的材料(塑料薄膜、绝缘台面和合成衣料等)的环境中。必须放置在导电表面的物体上(放静电台面、导电泡沫材料、放静电塑料袋各放静电周转箱)。
● 不应放置在显示器、电视机附近(最小距离大于10cm)。
● 不要用万用表探测静电放电敏感器件引线端子或相应的连接线。如果必巡要 这样探测；在探测前，应将测试笔直接接触地线以渫放其静电。
●从静电放电保护要求出发，在含有静电放电敏感器件的产品中，尤其是含有MOS器件这类电路板被抽出或插入时，不允许在通电情况下进行下述情况操作。
● 在安装和检测电路板的工作人员，应避免在附近做会产生静电的有害活动，如在工作时脱掉活穿工作服等。
● 不允许电路板堆放在一起导致器件间互相直接接触。已装上静电放电敏感器件的电路板不能重迭应分别放入防静电袋内。
●定期检查工作台接地装置、工具和实验设备接地的安全性，应保证执行防静电的预防程序，静电放电保护的有效性。
●在电路板之前，把人体接触地扣带与手腕相连，滨把另一端接到设备机框或底座地在线。

●调试工作台上绝不允许敷设普通乙烯树脂塑料板，不能使用塑料工作椅。
● 调试人员不允许身穿化纤工作服，应穿棉布工作服。最好防静电工作服。

3. 电路板静电保护怎么设计

电路板静电保护，有可靠接地，增加屏蔽罩或外壳，贴金属密封条，输入输出端口加esd防护等。

4. ESD保护电路的几种方法

1 ESD 的产生及危害 当两个物体碰撞或分离时就会产生静电放电ESD 即静态电荷从一个物体移动到另一个物体两个具有不同电势的物体之间产生静态电荷的移动，类似于一次很小的闪电过程放电量的大小和放电持续时间取决于物体的类型和周围的环境等多种因素，当ESD 具有足够高的能量时将造成半导体器件的损坏静电放电ESD 可能随时发生例如插拔电缆或人体接触器件的I/O 端口或者是一个带电的物体接触半导体器件半导体器件触地以及静电场和电磁干扰产生足够高的电压引起静电放电ESD。 ESD 基本上可以分为三种类型，一是各种机器引起的ESD， 二是家具移动或设备移动引起的ESD ，三是人体接触或设备移动引起的ESD ，所有这三种ESD 对于半导体器件的生产和电子产品的生产都非常重要电子产品的使用过程最容易受到第三种ESD 的损坏，便携式电子产品尤其容易受到人体接触ESD 的损坏ESD 一般情况下会损坏与之相连的接口器件，另一种情况是遭受ESD冲击后的器件可能不会立即损坏而是性能下降导致产品过早出现故障。 当集成电路IC 经受ESD 时放电回路的电阻通常都很小，无法限制放电电流例如将带静电的电缆，插到电路接口上时放电回路的电阻几乎为零造成可高达几十安培的瞬间放电尖峰电流，流入相应的IC管脚瞬间大电流会严重损伤IC 局部发热的热量甚至会融化硅片管芯ESD， 对IC 的损伤一般还包括内部金属连接被烧断钝化层被破坏晶体管单元被烧坏。 ESD 还会引起IC的死锁LATCHUP 这种效应和CMOS 器件内部的类似可控硅的结构单元被激活有关高电压可激活这些结构形成大电流通道一般是从VCC 到地串行接口器件的锁死电流可高达1 安培锁死电流会一直保持直到器件被断电不过到那时IC 通常早已因过热而烧毁了ESD冲击后可能存在两个不易被发现的问题一般用户和IEC测试机构使用传统的环路反馈方法和插入方法进行测试通常检测不出这两个问题。 1 RS-232 接口电路中接收器对发送器产生交叉串扰 同类产品RS-232 接口电路中的ESD 保护结构可能对某种波形的ESD或某个ESD 冲击电压失效经过ESD冲击后造成接收器输入端和发送器输出端之间形成通路从而导致接收器对发送器产生交调图一如果RS-232 接口电路中有关断电路那么关断期间经过ESD 冲击后更容易产生交调产生交调后将导致通信失败而且即使关断工作状态下发送器仍有输出导致关断失效使对方RS-232处在接收状态。
2 RS-232 接口电路对电源产生反向驱动 某些RS-232 接口电路中的ESD 保护结构经过ESD 冲击后可能在输入端与供电电源Vcc之间形成电流通路图二对其供电电源产生反向驱动如果供电电源没有吸入电流的能力通常来讲电源输出回路里有一个正向二极管这将导致电源电压Vcc 的增加从而损 坏RS-232 接口电路和系统内的其它电路因为RS-232 接口电路输入端的电压在5V 到25V之间使Vcc 有可能大于9V 超出电源电压的最大范围而烧坏电路。 2 ESD 保护电路 ESD 的产生是当两个物体碰撞或分离时即静态电荷从一个物体移动到另一个物体所以ESD最有效的保护是介质隔离是用绝缘介质把内部电路和外界隔离开1mm 厚的普通塑料如PVC 聚酯或ABS 能够保护8KV 的ESD 但是实际的介质不可能没有间隙和接缝所以材料的蠕变和间隙距离非常重要LCD显示屏触摸屏等都有很厚的边角12mm 隔离内部电路。 ESD 保护的第二个有效方法是屏蔽防止大的ESD 电流冲击内部电路ESD 冲击金属屏蔽外壳时最初几毫秒会比保护地电压高出许多屏蔽外壳电压会随着ESD电荷的转移而下降所以最初的几毫秒内会对内部电路产生二次ESD冲击所以仅仅使用外部屏蔽是不够的而要把内部电路与屏蔽外壳共地或者把内部电路进行介质隔离电气隔离也是一种抑制ESD 冲击的有效方法PCB 板上安装光耦和变压器虽然不能完全消除ESD的冲击但是结合介质隔离和屏蔽可以很好的抑制EDS冲击光耦和变压器尤其适合电源部分信号通路最好的隔离是光纤无线和红外线方式信号通路上的另一种保护方法是在每条信号线上外加阻容元件串联电阻能够限制尖峰电流并联到地的电容则能限制瞬间的尖峰电压这样做的成本低但是防护能力有限ESD的破坏力在一定程度上得到抑制但依然存在因为阻容元件并不能降低尖峰电压的峰值仅仅是减少了电压上升的斜率而且阻容元件还会引起信号失真以致限制了通讯电缆的长度和通讯速率外接的电阻/电容也增加了电路板面积。 另一种广泛使用的技术是外加电压瞬变抑制器或TransZorb?二极管这种防护非常有效，但仍有一些缺点外加器件仍会增加电路板面积防护器件的电容效应会增加信号线的等效电容成本较高TransZorb?二极管价格较贵大约25 美分/每个典型的3 发/5 收的COM 端口需要8 个TransZorb?二极管费用高达$2一种有效的方法是采用内部集成ESD 防护功能的串行接口器件这种器件比普通无防护功能的器件价格要贵但增加的费用比起外加防护二极管的费用要低内部集成的ESD，防护电路不会增加任何输入输出管脚的等效电容也节省了电路板面积MAXIM公司近几年发展了享有专利的集成ESD防护技术并可提供全系列的ESD防护串行接口器件包括与标准器件完全兼容的产品MAXIM公司还将同样的技术应用到模拟开关和开关去抖产品中所有这些器件的ESD 防护能力都符合15kV IEC1000-4-2 气隙放电8kVIEC1000-4-2 接触放电15kV人体模型HBM 测试标准下表是MAXIM公司具有抗静电功能的器件。 3 MAXIM 公司的ESD 保护技术 欧洲共同体所规定的ESD 保护有其严格的测试标准 对于正常工作方式下ESD 结构必须完全透明 ESD 过程中不能发生闭锁现象 必须通过所有相关ESD 测试标准 15kV ESD 人体模式测试标准 8kV ESD IEC 1000-4-2 接触放电模式测试标准 15kV ESD IEC 1000-4-2 空气间隙放电模式测试标准 4kV ESD IEC 1000-4-4 电气快速瞬变/猝发模式测试标准 其中IEC 1000-4-2 与15kV 人体模式测试标准之间的主要差别在于峰值电流相同电压下IEC 1000-4-2 冲击的吸收电流要比人体模式高出5 倍以上4kV ESD IEC 1000-4-4电气快速瞬变/猝发模式测试标准是模拟产生开关和继电器的电弧放电结果MAXIM 器件可提供4kV 的保护两倍于IEC 1000-4-4 标准的2kV 指标。 在现实世界中，ESD所产生的波形可能是各种各样的。不管是何种波形，MAXIM的工程师设计出了适应性非常强的结构对器件提供ESD 保护。

5. 如何做电路的防静电保护电路

1.PCB layout上下功夫，例如接地方式，接地环路。
2.利用压敏电阻。
3.利用TVS二极管。

6. 如何对PCB进行静电保护

随着现在信息技术的快速发展，电子元器件的芯片的集成度越来越高。iNTEL公司的奔腾4中央处理器芯片内有四千多个晶体管，采用0.18微米电路，运算速度成倍提高的同时，静电所带来的问题也日益突出。随着半导体先进工艺进入深亚微米，纳米结点后，静电放电对芯片的威胁变得更加明显。生产芯片的厂家对防静电提出更高的要求。
每一颗芯片内部都需要静电防护，然而并不是每家芯片设计公司都有静电防护专家。也许您在设计过程中根本没有仔细考虑ESD防护问题，最后产品测试也通过了，但是潜在的ESD问题会造成芯片潜在的失效（在客户端）。所以我强烈建议在项目前期就要有ESD的设计规划。
芯片设计师通常在芯片上对连接区增加输入防护。这些输入防护网络对基片提供了一个安全短路（通常是对地），以便芯片将不会被因放电而产生的高电压或大电流所破坏。这种技术已被证实对于限制封装半导体器件对ESD的敏感度十分有效。
人体是主要的静电源之一，芯片生产车间人员和设备都需要有更严格的静电防护措施。 接触芯片的操作人员须佩带防静电手腕带、防静电服、防静电鞋等必备静电防护工具，定期作培训。

7. ESD（静电放电）保护原理

ESD（Electrostatic Discharge Protection Devices），静电保护器件，亦称瞬态电压抑制二极管阵列（TVS Array），是由多个TVS晶粒或二极管采用不同的布局设计成具有特定功能的单路或多路ESD保护器件。ESD静电保护二极管响应速度快（小于0.5ns）、低电容、低导通电压、高集成度、小体积、易安装，可以同时实现多条数据线保护，是业内最理想的高频数据保护器件。

TVS二极管工作原理

8. 静电保护元件的简介

TVS/ESD静电保护元件阵列
ESD静电保护元器件RLESD保护器件可避免电子设备中的敏感电路受到ESD的。可提供非常低的电容，与其他同类元件相比具有更优异的传输线脉冲（TLP）测试，以及IEC6100-4-2测试能力，尤其是在多采样数（高达1000）之后。该器件可比传统的聚合物SEO器件提供更低的触发电压和更低的箝拉电压，进而改善对敏感电子元件的保护。
静电保护元件(ElertroStatic Discharged Protection)简称ESD，是一种过压保护元件，是为高速数据传输应用的I/O端口保护设计的器件。RLESD保护器件是用来避免电子设备中的敏感电路受到ESD(静电放电)的影响。可提供非常低的电容，具有优异的传输线脉冲（TLP）测试，以及IEC6100-4-2测试能力，尤其是在多采样数高达1000之后，进而改善对敏感电子元件的保护。

9. 如何设计静电防护电路

1. 对于大部分工程师来说，ESD是一种挑战，不仅要保护昂贵的电子元件不被ESD损毁，还要保证万一出现ESD事件后系统仍能继续运行。这就需要对ESD冲击时发生了什么做深入的了解，才能设计出正确的ESD保护电路。

2. 我们的手都曾有过静电放电(ESD)的体验，即使只是从地毯上走过然后触摸某些金属部件也会在瞬间释放积累起来的静电。我们许多人都曾抱怨在实验室中使用 导电毯、ESD静电腕带和其它要求来满足工业ESD标准。我们中也有不少人曾经因为粗心大意使用未受保护的电路而损毁昂贵的电子元件。
   对某些人来说ESD是一种挑战，因为需要在处理和组装未受保护的电子元件时不能造成任何损坏。这是一种电路设计挑战，因为需要保证系统承受住ESD的冲击，之后仍能正常工作，更好的情况是经过ESD事件后不发生用户可觉察的故障。
   

   与人们的常识相反，设计人员完全可以让系统在经过ESD事件后不发生故障并仍能继续运行。将这个目标谨记在心，下面让我们更好地理解ESD冲击时到底发生了什么，然后介绍如何设计正确的系统架构来应对ESD。

3. 将一个电容充电到高电压(一般是2kV至8kV)，然后通过闭合开关将电荷释放进准备承受ESD冲击的“受损”器件(图1)。电荷的极性可以是正也可以是负，因此必须同时处理好正负ESD两种情况。破 坏受损电路的高瞬态电压一般具有几个纳秒的上升时间和大约100纳秒的放电时间。受损电路不同，对正负冲击的敏感性可能也有很大的不同，因此你需 要同时处理好正负冲击。人体模型(HMB)和机器模型(MM)这两种最常见模型之间的区别主要在于串联电阻。人体模型的导电性没有金属那么好。

4. 

   浪涌电流应该被限制，而信号应该保持相对局部地的稳定性。如前所述，HBM和MM之间的性能区别是非常大的。在许多情况下，在TVS器件之前增加一些串联电阻有助于限制电流浪涌，并减少地线反弹。与HBM一样，最终结果是减少系统应力。
   通常带宽限制本身不会解决ESD问题。低通滤波器对小型ESD的衰减也要求60dB至150dB才能消除瞬态电压，这对简单的无源滤波器来说是很难做到的。TVS限压器可以将信号下拉到电源轨之间。
   然后一阶RC电路可以用来保持信号的完整性(图4)。电容也可以稳定相对于局部地的输入电压。这种方法可以很好地保护数量很多的低带宽输入，包括“设置并忘记的”控制线、传感器输入和类似对象。
   虽然我们讨论的大部分内容是保护PCB的输入端口，但输出端口保护也是类似的。TVS限压器和附加电阻在这里也很合适。限制电压有助于防止半导体损坏，并保护具有电压限制的其它部件。
   串联电阻也有助于地的稳定。此外，让ESD浪涌电流远离数字芯片的I/O单元可以防止芯片内部出现地线反弹，从而允许处理器在外部限压器吸收浪涌电流冲击时保持正常工作。

5. 基于多种原因，IC内部的ESD保护功能有些折衷。硅片和金属都针对IC的核心功能作了优化，不适合用于大电流工作。专门的TVS器件使用针对大电流电路优化过的硅片，具有比普通CMOS中的PN结更高的性能。
   另外，具有大电流ESD保护功能的I/O单元会占用相当大的空间，从而推升IC成本。而且IC上的高频引脚通常没办法附加大尺寸的ESD保护电路，因为它会产生容性负载。
   作为一般经验，芯片内部的ESD保护程度只是足以完成IC生产并焊接到PCB上，但缺少应用环境通常需要的鲁棒性保护性能。如果连接需要离开PCB，通常需要利用外部装置进行进一步的保护。

6. 正确设计的通信端口会使用鲁棒性的协议，协议中包含了通用使用循环冗余检查(CRC)编码来测试数据的完整性。以太网、USB和CAN总线都开发了CRC 编码并随数据一起传送。设计正确的接收器将检查CRC编码是否匹配所发送的数据。如果不匹配，表示要么数据要么CRC编码发生了错误，将发出重新发送数据 的请求。
   由于ESD事件持续时间不到100ns，因此CRC检查、验证和重新发送过程通常以不可见的方式处理ESD。最终用户一般从未意识到损坏的信息得到了纠正。其它一些协议的结构中没有保护措施。
   I2C、串行外设接口(SPI)和系统管理总线(SMBus)通信设计在PCB上工作，无法验证和纠正数据。如果有些数据要离开电路板，确保你有方法验证数据的有效性。
   大 多数现代通信路径采用差分方式，即使用某种形式的低压差分信号(LVDS)。每个LVDS连接需要像所有其它信号一样受到TVS保护。磁场隔离(以太网 常用)和共模扼流圈有助于解决由于ESD事件中的地线反弹产生的共模变化问题。在输入信号与PCB不共享同一个地时，应该采取光学隔离或磁场隔离措施。要求完善的数据完整性但不包含误码检查的高速数据流在防止ESD冲击方面难度特别大。理解器件如何提供高于1GB/s的串行数据速率和完整的通信协议保护可以避免这个问题。

7. 离开或进入电路板的任何模拟信号都需要基本的TVS保护。需要考虑连接通道的带宽以判断下一步应采取其它什么措施。大多数模拟控制信号、运动控制系统、音 频和指示灯不需要更多的措施，因为所用器件的响应时间较长。射频前端是通信通道的物理层，由作为协议一部分的检错机制提供自我纠正。硬件只能提供这么多保护。如果系统中心的某个处理器需要完成监听和控制，那么还需要一些选项。这里介绍的技术能使你的处理器不再丢失，或需要经过复位周期。在这个主机控制下到底发生了什么则是需要考虑的另外一回事。一般来说，你需要在处理器代码中编入一些智能，以便它能识别错误的信息并进行正确的处理。通过时分轮询端口可以方便地解决慢速检测和控制线问题。由于ESD事件非常短暂，如果对几个毫秒内的多个样本来说端口上的数据保持稳定，那么系统就不存在ESD这种灾难**件。此外，作为再现过程的一部分，输出可以被刷新。如果处理器是存储器单元这一步是不需要的，但如果数据是通过远程锁定的，那就需要用刷新例程来管理破坏事件。