電路設計如何降低esd靜電,解決方法分享-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2025-05-09
使用鉗位二極管：
鉗位二極管最常用于集成電路中，以保護器件免受ESD的損壞。微控制器、數字信號控制器和處理器通常具有內部的ESD鉗位二極管。如果低成本控制器內部沒有鉗位二極管，可以在外部添加一個鉗位二極管，通常用于保護編程引腳和復位引腳。
IC固有的ESD鉗位二極管
正常工作時，假設引腳1的電壓預計在0-3.3V之間，D1和D2不會干擾。假設高電平為3.3V，則D1反偏不導通，另一方面D2也是不導通的，因為陰極連接到VCC，引腳的高電平等于VCC。當引腳1中的電壓為0時，D2反向偏置，D1無偏置。
當存在由ESD引起的高壓尖峰時，二極管會導通。例如：尖峰非常高，D2將正向偏置，尖峰將轉移到VCC，從而保護IC的內部組件。當存在非常高的負尖峰時，D1將傳導并將尖峰轉移到地面。
這里必須要了解清楚使用的IC是否具有保護。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，在產品制造并放入外殼后，IC將不能再用，鉗位二極管需要實現的特性引腳比較少。當然鉗位二極管可以用硅二極管或者肖特基二極管。
使用瞬態電壓抑制器
瞬態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正向或負向尖峰。另一方面，單向的只能抑制一個定向尖峰。
使用齊納二極管
使用齊納二極管作為ESD保護與單向TVS原理相同，齊納二極管的缺點是不如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設計中，合理的布局和布線可以減少ESD的影響。高頻信號線應遠離敏感元件，地線應盡量短且寬，以確保地電位的穩定。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：
在抗干擾設計中，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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