与其他类型的保护器件一样,ESD保护二极管的电路板设计需要考虑几个因素,包括它们的位置和电路板走线。以下是电路板设计注意事项,稍后进一步详细解释每一事项。
ESD保护二极管的位置尽可能靠近连接器(尽量减小 L1和L3 走线的长度)。 缩短ESD保护二极管后面L2的长度。请勿在L2沿线加任何导通孔,否则会增加电感。 减小DUP(图3中的“IC”)和ESD进入点(如连接器)之间L5的接地阻抗。 请勿将连接ESD进入点(如连接器)的ESD保护型线路与非ESD保护型线路平行。这些线路不应平行,尤其是从ESD进入点到ESD保护二极管的线路(参见图6)。
为了实现低电容和低动态电阻,凭借几十年积累的齐纳二极管技术,东芝的ESD保护二极管为ESD保护提供了理想解决方案。
DUP(IProt)加载的ESD电流取决于内部电路,但VESD越高,IProt就越高。ESD电击可能造成DUP故障或损坏。过高的电压、电流或能量都会导致DUP降级或破坏。不管怎样,降低VESD是提高ESD保护性能的关键。
电路板ESD保护二极管和DUP走线的阻抗几乎相同。进入电路板的高频ESD脉冲加到ESD保护二极管和DUP之前受电感的影响。在电感作用下,ESD脉冲的上升斜度略微变缓,导致ESD保护二极管的导通速度较慢。参见图4。当ESD保护二极管的位置靠近连接器时,DUP两端电压或ESD电击后的第一峰值电压低于靠近DUP的情况。
ESD脉冲受通孔数量和尺寸的影响。使用通孔相当于增加ESD保护二极管的走线长度。因此,凡是可以避免使用通孔的情况下,建议不要使用通孔。
L1和L3不影响ESD脉冲上升。然而,如果L5很大,DUP可能出现故障。参见图5。当ESD脉冲进入电路板时,ESD保护二极管的钳位电压由L4、L5和ZIC分担(即ESD进入时DUP的输入阻抗)。这会造成DUP的GND电位上升,增加L5两端的电压。如果IC_2过来的VIN2对ESD没有任何影响,则VIN2 电位相对于DUP接地变为VIN2-VESD_GND,并导致其发生故障。为了防止这种情况,从ESD进入点到DUP接地走线的阻抗应该足够低。
这是理想的位置。
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