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如何通过硬件电路优化降低<span style='color:red'>ESD</span>干扰

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如何通过硬件电路优化降低ESD干扰

　　在电子电路系统设计中，工程师处理ESD有时候总觉得没有头绪，主要原因是ESD测试难以量化，每次测试的结果也会存在差异，所以凭感觉处理起来很‘玄学’。简单说起来就是ESD对系统内部存在干扰，但处理起来常常就是一团乱麻，监测不到ESD泄放路径。单从电路增加ESD防护设计维度有时候是无法达到目的，所以PCB设计是解决ESD防护问题中非常重要的一环，但必要时还是要配合ESD器件共同达到抑制的目的。　　无论是普通电路系统还是高速电路系统，对于EMC的处理都很有必要，今天就分享几个PCB Layout几个原则，可以大大减小EMC出现问题的概率。PCB布局的ESD防护思路是：敏感的信号或者电路远离静电放电测试点，信号环路面积最小化噪声耦合，降低参考地平面电位差保持信号参考电平稳定。图1.PCB Layout示意图　　如图1所示，PCB Layout设计建议参考　　1. 单层PCB设计时，设置良好的接地平面和电源平面，信号线尽可能紧靠电源平面层或接地平面，保证信号回流时的通路以最短，信号环路最小的原则。　　2. 多层PCB层叠设计必须保证比较完整的GND平面，所有的 ESD泄放路径直接通过过孔连接到这个完整的GND平面，其他层尽可能多的铺 GND。　　3. 在PCB四周增加地保护环路，关键信号(RESET/Clock等)与板边距离不小于 5mm，同时必须与布线层的板边GND铜皮距离不小于 10mils。　　4. 在电源和接地之间设计高频旁路电容，要求等效串联电感值(ESL)和等效串联电阻(ESR)越小越好　　5. 对于部分ESD 整改难度较大的IO，可将IO GND独立出来，与电源GND用磁珠连接，以防止ESD能量进入GND。　　另外，在PCB布局时做好敏感器件的保护、隔离，一些敏感模块如射频、音频、存储器可以添加屏蔽罩。但屏蔽罩的整体成本太高，ESD保护器件具有更好的性价比，但如何选用合适的ESD器件才是关键，配合PCB的线路设计达到防护目的。图2.ESD泄放路径避免能量进入保护电路　　放电事件通常通过接口(如连接线)或人工端口(如USB、音频)迫使电流 IESD (图2)迅速进入系统。使用ESD二极管保护系统免受ESD影响，取决于ESD二极管能否将 IESD 分流到地，在选用ESD器件时需要注意如下参数：　　1.工作电压 (VRWM)　　VRWM工作电压是指建议器件工作电压范围，应用电路最高电压超过该值时会导致漏电流增大，从而损坏器件和影响系统运行。建议电路应用电压≤ ESD 器件的工作电压VRWM。　　2.结电容(Cj)　　ESD器件与信号并联使用，而ESD半导体设计时的寄生电容，对于高速信号应最大限度地减小结电容Cj以保持信号完整性。　　3. IEC 61000-4-2等级(Contact discharge/ Air discharge)　　IEC61000-4-2等级体现器件在接触放电和空气放电的稳健性。接触放电是指用静电枪向ESD器件放电时该器件可承受的最大电压。空气放电是指使用静电枪空气间隙向ESD器件放电时该器件可承受的最大电压。　　4.ESD器件通道数　　ESD器件有单通道和多通道不同封装类型。多通道是内部集成多个单通道器件，根据应用需求，多通道器件可实现更小尺寸方案并节省PCB空间，当然，单通道器件可提供更高的设计灵活性。　　5.单向与双向　　双向ESD器件可同时具有正负工作电压的电路中(±3.3V等)，因此，双向ESD器件可支持数据信号在正负电压之间切换的接口(如模拟信号/RS233等)。单向ESD只有工作在正电压范围，但具有更好的负钳位。　　6. 钳制电压(Vc)　　钳制电压表示瞬态脉冲下作用于ESD器件时2端的压降，钳制电压越低意味能更好的保护后级的电子元件。瞬态测试包含静电和浪涌，不同测试条件下钳制电压不同，选型前确认具体测试需求和后级极限损坏电压，保证器件选型的合理性　　综上，要想从PCB布局+ESD二极管实现最好的静电防护，很大程度上需要从整机系统上优化设计。因为设计人员无法控制 IESD，所以降低对地阻抗是将钳制电压最小化的主要方法。设计建议如下(图3)。图3.ESD二极管PCB优化建议

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电路

发布时间：2025-08-25 13:09 阅读量：207 继续阅读>>

常见芯片失效原因—EOS/<span style='color:red'>ESD</span>介绍

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常见芯片失效原因—EOS/ESD介绍

　　在半导体制造领域，电气过应力(EOS)和静电放电(ESD)是导致芯片失效的两大主要因素，约占现场失效器件总数的50%。它们不仅直接造成器件损坏，还会引发长期性能衰退和可靠性问题，对生产效率与产品质量构成严重威胁。　　关于ESD　　ESD(Electrostatic Discharge) 即静电放电，指物体因接触摩擦积累电荷后，与导体接近或接触时发生的瞬间电子转移现象。放电电压可达数千伏，能直接击穿敏感的半导体结构。　　其产生方式主要包括：人体放电模型(HBM)——人体静电经芯片引脚放电;机器放电模型(MM)——自动化设备累积静电传导至芯片;元件充电模型(CDM)——带电芯片引脚接触接地体时内部电荷释放;电场感应模型(FIM)——外部电场变化引发芯片内部电荷重分布。　　ESD的危害呈现多重性：一是直接造成晶体管击穿、金属连线断裂等物理损坏;二是引发阈值电压漂移等参数退化，导致性能不稳定;三是形成微观损伤，降低器件长期可靠性;四是导致数据丢失或误操作，威胁系统安全。其隐蔽性和随机性进一步增加了防控难度。　　关于ESD的防护需采取综合措施：　　耗散：使用表面电阻为10⁵–10¹¹Ω的防静电台垫、地板等材料;　　泄放：通过接地导线、防静电手环/服装/鞋实现人员与设备接地;　　中和：在难以接地的区域采用离子风机中和电荷;　　屏蔽：利用法拉第笼原理对静电源或产品进行主动/被动屏蔽;　　增湿：提高环境湿度作为辅助手段;　　电路设计：在敏感元器件集成防静电电路，但需注意其防护能力存在上限。　　关于EOS　　EOS(Electrical Over Stress) 指芯片承受的电压或电流超过其耐受极限，通常由持续数微秒至数秒的过载引发。　　主要诱因包括：电源电压瞬变(如浪涌、纹波)、测试程序热切换导致的瞬态电流、雷电耦合、电磁干扰(EMI)、接地点反跳(接地不足引发高压)、测试设计缺陷(如上电时序错误)及其他设备脉冲干扰。　　EOS的失效特征以热损伤为主：过载电流在局部产生高热，导致金属连线大面积熔融、封装体碳化焦糊，甚至金/铜键合线烧毁。即使未造成物理破坏，也可能因热效应诱发材料特性衰退，表现为参数漂移或功能异常。更严重的是，EOS损伤会显著降低芯片的长期可靠性，增加后期故障率。　　EOS防护的核心是限制能量注入：　　阻容抑制：串联电阻限制进入芯片的能量;　　TVS二极管：并联瞬态电压抑制器疏导过压能量，建议搭配电阻使用以分担浪涌冲击;　　材料防护：采用静电屏蔽包装和抗静电材料;　　工作环境：使用防脉冲干扰的安全工作台，定期检查无静电材料污染;　　设计加固：优化芯片耐压结构及布局走线，减少电磁干扰影响。　　芯片级保护器　　为应对ESD/EOS威胁，需在电路中增设专用保护器件：　　ESD保护器：吸收并分散静电放电的高能量，防止瞬时高压脉冲损伤核心芯片，作用类似"防护罩"。　　EOS保护器：限制过电压幅值，通过疏导能量充当"安全阀"，避免持续过应力导致热积累。　　不同应用场景对保护器参数要求各异：　　汽车领域：需耐受-55℃~150℃极端温度、36V高电压及300A浪涌电流，符合AEC-Q101认证;　　工业与物联网：要求-40℃~85℃工作范围及±15kV ESD防护能力，通过JEDEC标准;　　消费电子：侧重低结电容(0.1pF~2000pF)和±8kV ESD防护，适应2.5V~30V电压环境。　　保护器通常置于信号线/电源线与核心IC之间，确保过电压在到达敏感元件前被拦截，显著提升系统鲁棒性。　　失效分析与防控策略　　区分ESD与EOS失效是诊断的关键：ESD因纳秒级高压放电，多表现为衬底击穿、多晶硅熔融等点状损伤;而EOS因持续热效应，常引发氧化层/金属层大面积熔融或封装碳化。但短脉冲EOS与ESD损伤形态相似，且ESD可能诱发后续EOS，此时需通过模拟测试复现失效：对芯片施加HBM/MM/CDM模型(ESD)或毫秒级过电应力(EOS)，对比实际失效特征以确定根源。　　产线改良需针对性施策：　　加强ESD防护：检查人员接地设备、工作台防静电材料有效性，控制环境湿度;　　抑制电气干扰：为电源增加过压保护及噪声滤波装置，避免热插拔操作;　　优化接地设计：杜绝接地点反跳(电流转换引发高压);　　规范操作流程：严格执行上电时序，隔离外部脉冲干扰源。

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芯片

发布时间：2025-08-20 14:02 阅读量：319 继续阅读>>

应能微：车载无线终端T-BOX <span style='color:red'>ESD</span>&EOS解决方案

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应能微：车载无线终端T-BOX ESD&EOS解决方案

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应能微

发布时间：2025-07-31 11:35 阅读量：313 继续阅读>>

上海雷卯电子：近场通信NFC接口防静电<span style='color:red'>ESD</span>

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上海雷卯电子：近场通信NFC接口防静电ESD

　　上海雷卯EMC小哥针对NFC接口静电保护，推出了ESD器件和保护方案：ULC1811CDN 满足18V的低容参数需求，而且VC箝位电压低，电容超低，可保护NFC接口天线的有效使用。　　近场通信(Near Field Communication，NFC)是一种短距离无线通信技术，通过将两个设备的NFC芯片靠近，实现数据的传输和共享。NFC技术基于射频识别(RFID)技术，运行在13.56MHz的无线频段。NFC设备通常包括两种模式：卡模式和读写模式。在卡模式下，NFC设备可以作为一个被动的卡片，用于支付、门禁控制、公交卡等应用。在读写模式下，NFC设备可以主动读取或写入其他NFC设备中的数据。NFC技术的特点：短距离通信、快速传输、简便易用、兼容性广泛。　　1. NFC设备接口的特点　　NFC设备接口通常工作在低电压和高频率的环境下，因此，选择合适的TVS/ESD二极管需要考虑以下几个因素：　　1、低电压响应：选择具有低电压响应特性的TVS/ESD二极管，以确保在低电压下也能起到保护作用。　　2、快速响应时间：选择具有快速响应时间的TVS/ESD二极管，以能够迅速抑制瞬态过电压和静电放电。　　3、低电容：选择具有低电容的TVS/ESD二极管，以避免对NFC信号的干扰。　　2.注意TVS/ESD二极管的安装和布局　　为了确保TVS/ESD二极管发挥最佳的保护作用，需要注意以下几点：　　· 尽量靠近NFC设备接口的位置安装TVS/ESD二极管，以最大程度地减少静电放电和过电压对设备接口的影响。　　· 使用封装良好的二极管，以防止外部环境对其造成损害。　　· 采用合适的布局，确保电路的地线和信号线布线合理。

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雷卯电子

发布时间：2025-07-23 11:01 阅读量：370 继续阅读>>

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上海雷卯电子：如何选择合适电容值的ESD二极管

　　作为一名关注通信接口和电子元器件的专业人士，你一定对ESD(Electrostatic Discharge)二极管非常感兴趣。让上海雷卯电子和AMEYA360带你来了解一下ESD二极管是什么，以及如何选择合适电容值的ESD二级管吧。　　ESD二极管，也被称为静电保护二极管，是一种用于保护电子元器件免受静电放电(ESD)损害的器件。静电放电是一种常见的电磁干扰源，可能对通信接口和其他电子设备造成严重的损坏。ESD二极管能够迅速响应并吸收静电放电，将其引导到地线，保护接口和其他电路免受损害。　　在选择合适的电容值ESD管时，需要考虑以下几个因素：　　1. 通信接口的速率和带宽：不同速率和带宽的通信接口对ESD保护的要求不同。较高速率的接口可能需要更低的电容值，以确保快速的信号传输和响应。　　2. 接口的电气特性：了解通信接口的特性阻抗、信号电平以及信号线的布局等，有助于选择合适的ESD管电容值。经过仔细计算和模拟，可以确定最佳的电容值范围。　　3. ESD保护需求：根据应用场景和系统对ESD保护的需求，选择适当的电容值。一般情况下，较高的电容值可能增加对信号传输的影响。　　上图这颗是低容值ESD ，可以用在高速通讯接口上。　　通过综合考虑以上因素，可以选择适合特定通信接口的合适电容值的ESD管。此外，与供应商和技术专家的交流也是非常重要的，他们能够提供更具体的建议和指导。　　保护通信接口免受ESD损害是确保系统稳定性和可靠性的关键。通过选择合适电容值的ESD管，我们能够提供可靠的ESD保护，确保通信接口的正常工作，同时保护其他电子元器件免受静电放电的危害。

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上海雷卯电子

发布时间：2025-07-18 11:34 阅读量：316 继续阅读>>

纳芯微推出车规级自动双向型电平转换器NCAS0104和NCAB0104，高<span style='color:red'>ESD</span>防护与宽电压适配破解系统互联挑战

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纳芯微推出车规级自动双向型电平转换器NCAS0104和NCAB0104，高ESD防护与宽电压适配破解系统互联挑战

　　纳芯微今日宣布推出车规级四位自动双向型电平转换器NCAS0104和NCAB0104。新推出的电平转换器具备高达15kV的ESD性能，支持更宽的端口输入电压(端口A：1.1~3.6V;端口B：1.65~5.5V)。可广泛适用于汽车信息娱乐系统、高级辅助驾驶系统、以及AI服务器等相关应用中，是系统间跨电压域互联互通的关键元件。　　全新发布的NCAS0104和NCAB0104均为弱缓冲型电平转换器，其中，NCAS0104内部集成了N沟道传输FET、10kΩ上拉电阻和上升沿速率加速电路，适用于驱动高阻抗负载，支持推挽和开漏的应用场合;NCAB0104内部集成了上升沿/下降沿速率加速电路和4kΩ缓冲电路，适合轻负载的推挽应用。　　ESD性能高达15kV　　全面护航系统可靠性　　NCAS0104和NCAB0104通过优化的电路设计实现了超高的ESD性能，高压侧的端口B通过了15kV的人体模型(HBM)测试 (JESD 22标准)和系统级ESD测试(IEC 61000-4-2标准)，显著优于市场同类产品，为汽车电子等系统在复杂电磁环境下的稳定运行提供坚实保障。　　更宽的端口输入电压　　支持灵活的器件选型　　NCAS0104和NCAB0104的端口A支持1.1~3.6V输入，端口B支持1.65~5.5V输入。更宽的端口输入电压，使得工程师能够在系统设计中不更换电平转换的情况下，更加灵活地选择外围器件，通过归一化的方案，显著降低系统设计难度，加速产品上市。　　封装和选型　　NCAS0104和NCAB0104满足AEC-Q100要求，工作温度为-40~125℃。NCAS0104提供TSSOP14和VQFN14封装，NCAB0104提供UQFN12封装。　　TSSOP14　　VQFN14　　UQFN12　　NCAS0104和NCAB0104将于2025年8月陆续量产。可联系纳芯微销售团队(sales@novosns.com)咨询产品详情或进行样片申请。　　一站式电平转换解决方案　　纳芯微可提供多种类型的电平转换器，包括：固定方向型、方向控制型、自动双向型，可满足客户在不同应用场合下的设计需求：　　固定方向型电平转换器对器件输入端的输入信号执行单向电平转换，然后提供到器件输出端。纳芯微固定方向型电平转换器产品包括：NCA8244、NCA8244L、NCA8541，均为单电源供电。　　方向控制型电平转换器配备一个或多个方向控制引脚，允许系统工程师灵活配置输入/输出方向，甚至实现单设备上的双向同时转换，提供更高的设计灵活性。纳芯微方向控制型电平转换器产品包括：NCA8T245、NCA8245、NCA8245L、NCA84245。　　自动双向型电平转换器可自动感知通信方向并采取相应动作。如果处理器GPIO需要信号双向传输，自动方向型电平转换器可以提供更加稳健的解决方案。自动双向型电平转换器不需要使用方向控制信号，每个通道都支持数据的独立传输或接收，消除了对处理器GPIO控制DIR输入的需求，从而简化了软件驱动程序的开发。纳芯微已有的自动双向型电平转换器现包括：NCA9306、NCAS0104、NCAB0104。　　纳芯微自动双向型电平转换器选型表

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纳芯微

发布时间：2025-07-02 09:26 阅读量：498 继续阅读>>

上海贝岭推出±30kV IEC <span style='color:red'>ESD</span>保护RS-485接口芯片BL3085(I4B)

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上海贝岭推出±30kV IEC ESD保护RS-485接口芯片BL3085(I4B)

　　一、引言　　在工业、智能电表等应用中，RS-485常常在电磁兼容性(EMC)极为严峻的环境中进行数据通信。复杂电磁环境中的静电放电和其它电磁干扰会造成较大的瞬态冲击，不仅可能造成通信信号失真或数据传输异常，更严重的可能还会损坏RS-485接口芯片，最终导致整个通信系统的失效。在这些恶劣的应用环境中，尽管TVS和TSS作为典型的电路保护器件，能够为RS-485芯片提供必要的瞬态冲击保护，但要想保证RS-485通信系统的可靠性，更需要RS-485芯片自身具有较强的抗EOS冲击能力。　　二、产品概述　　针对上述应用，上海贝岭推出了具有超强ESD保护能力的RS-485接口芯片BL3085(I4B)，该芯片总线端口ESD保护能力高达±30kV(IEC 61000-4-2，接触放电)，能够更好地承受工厂生产和现场应用中产生的EOS冲击。　　BL3085(I4B)采用限摆率设计，能够减小EMI以及由于终端匹配不当引起的反射，支持高达500kbps的通信速率。芯片接收器输入阻抗为1/8单位负载，允许多达256个收发器挂接在总线上，实现半双工通信。　　BL3085(I4B)具有多种保护功能，包括失效保护、过温保护等，这些功能共同构成了一个全面的保护体系，确保了芯片在各种异常情况下都能正常工作或安全关断。　　三、核心优势　　IEC 61000-4-2是国际电工委员会(IEC)制定的一个电磁兼容性(EMC)测试标准，主要用于评估电子设备在遭受静电放电(ESD)时的抗扰度性能。其中，接触放电(Contact Discharge)是一种重要的测试方法，通过模拟人体或物体直接接触设备表面时产生的静电放电现象，来评估设备的抗静电干扰能力。图1为IEC 61000-4-2 标准规定的 ESD 模拟发生器的理想电流波形。　　图1 IEC 61000-4-2 标准规定的理想电流波形　　RS-485芯片AB端口的ESD水平直接影响芯片的抗EOS冲击能力，目前市场上主流竞品AB端口ESD(接触放电)能力大多低于±15kV。(对比如图2所示)　　图2 ESD(接触放电)能力对比　　四、应用方案　　近年来，开关电源在智能电表中的使用越来越广泛，为了更好地通过EMC实验，工程师在多个回路之间都加了Y电容，导致系统隔离度降低，RS-485总线端口受到较大EOS冲击。同时，智能电表通信速率提速到115200bps后，由于原TVS结电容较大，迫使厂家使用结电容较小的TSS。数据表明TSS管的瞬态抑制能力要明显弱于原有TVS管，这就造成了保护器件未动作，而RS-485接口芯片实际已经受到了冲击。　　以上问题在表计实际生产交付过程中给厂家带来较大困扰。BL3085(I4B)所具备的出色的抗EOS冲击能力可以帮助生产企业更好的应对这些复杂问题，从理论设计上提高系统RS-485通信的可靠性。　　图3为RS-485接口芯片在智能电表方案中的应用示意图。MCU和RS-485采用隔离供电，通过光耦或者数字隔离器实现主回路和RS-485之间的隔离。RS-485产品外围采用TVS/TSS和热敏进行防护。　　图3 RS-485接口芯片的应用图　　五、订货信息

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上海贝岭

发布时间：2025-06-18 08:59 阅读量：470 继续阅读>>

15V超低电容高浪涌<span style='color:red'>ESD</span>元件——雷卯ULC1542CH完全替代<span style='color:red'>ESD</span>63091CN

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15V超低电容高浪涌ESD元件——雷卯ULC1542CH完全替代ESD63091CN

　　上海雷卯电子推出全新静电保护器件 ULC1542CH，这是一款小封装的(DFN1006))专为 15V信号线设计的静电保护方案。凭借14A的峰值脉冲电流(IPP)能力,ULC1542CH 具备优异的浪涌防护性能。0.6PF 低结电容，可以保障信号传输的完整性，能够有效抵御静电放电冲击，为高速数据传输线路提供可靠保护，　　ULC1542CH核心参数与 ESD63091CN 完全匹配，支持 pin-to-pin 无缝替代。无需修改电路设计即可直接替换，为工程师提供了更灵活、高效的选型方案。　　ESD63091CN与雷卯ULC1542CH参数表对比如下：　　判断ESD二极管是否可以替代建议关注这几点：　　1. VRWM 是否接近　　2. 封装是否一样　　3. 抗静电能力是否接近;　　4. VBR 是否接近;　　5. IPP 是否接近 ;　　6. CJ 是否接近。　　以上参数对比ULC1542CH完全可以替代ESD63091CN。　　应用　　1. 消费电子领域，无论是手机、平板的高速数据接口，还是智能穿戴设备的精密传感器线路。　　2. 工业控制场景下，面对复杂电磁环境中频繁出现的静电威胁，它能为 PLC 控制线路、工业以太网接口等提供可靠防护。　　3. 在汽车电子方面，从车载娱乐系统的数据线到车身电子控制单元的信号传输线，该器件都能助力设备稳定运行　　总之，该器件适用于消费电子、工业控制等多种场景，在保持高性能的同时兼具成本优势，为工程师提供了更具灵活性的选型方案。

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雷卯电子

发布时间：2025-06-06 11:08 阅读量：598 继续阅读>>

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上海雷卯电子：DFN1006和DFN0603 封装——5V 超低电容带回扫ESD

　　上海雷卯电子推出两款5V，小封装(DFN1006和DFN0603)，带回扫，低钳位电压VCmax的防静电二极管：ULC0521CLV、ULC0542CLV。　　带回扫ESD和普通ESD二极管电性参数图如下：　　我们可以看到，普通的ESD 是随着IPP的增加VC 在逐渐增大，而带回扫的ESD 会在击穿以后有个回转，即把VC 降低到一个更低基点后再慢慢升高。所以回扫的ESD二极管的VC是明显的比普通的VC 要低很多，可以参看下表参数对比。　　下表两款回扫型号和普通型号参数做对比：　　表格参数介绍　　Vrwm：反向关断电压，TVS管可承受的反向电压，在该电压下TVS管不导通。　　VBR：击穿电压，ESD防护开始工作的电压，通常是TVS通过1 mA时的电压。　　VC : 钳位电压　　VCmax@A： Vcmax@IPP, 8/20us 最大峰值电流对应的钳位电压。　　Cj : 结电容，TVS中的寄生电容，影响信号质量。　　可以看到表格上两行带回扫ULC0521CLV、ULC0542CLV，在Ipp 是6A时钳位电压VC为8V ，下面两款普通ESD二极管，在IPP 是4A 或者5A 时，钳位电压VC 为25V ，远远高于带回扫的。　　对于所要保护的IC来说，ESD二极管的钳位电压越低，越能更好的保护集成电路，提高集成电路的抗静电能力。所以对于选型工程师来说，更愿意选择带回扫型ESD二极管。ULC0521CLV、ULC0542CLV 低容，VC 低，高速信号静电防护最佳选择，比如可以应用于 USB3.0，RF信号等。　　Leiditech雷卯电子致力于成为电磁兼容解决方案和元器件供应领导品牌，供应ESD，TVS，TSS，GDT，MOV，MOSFET，Zener，电感等产品。雷卯拥有一支经验丰富的研发团队，能够根据客户需求提供个性化定制服务，为客户提供最优质的解决方案。

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上海雷卯电子

发布时间：2025-05-26 14:10 阅读量：1019 继续阅读>>

一文详解<span style='color:red'>ESD</span>与EOS失效差异

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一文详解ESD与EOS失效差异

　　静电吸附灰尘，改变线路间的阻抗，影响产品的功能与寿命，因电场或电流破坏元件的绝缘或导体，使元件不能工作(完全破坏)，因瞬间的电场或电流产生的热，元件受伤，仍能工作，寿命降低。　　01元器件ESD损伤失效类型　　突发性失效：　　突发性失效也称硬失效，硬损伤。是指元器件的一个或多个电气参数突发劣化，完全失去规定功能的一种失效模式。通常表现为电子元器件自身短路、开路、功能丧失或电气参数严重漂移等。　　具体现象表现为：一种是与电压相关的失效，如介质击穿，PN结方向漏电流增大等;另一种是与功率有关的失效，如烧毁、熔断等。这都使器件的电路遭到永久性损坏，可以在产品测试阶段发现。据有关统计资料表明，在受静电损伤的半导体器件中，突发性完全失效约占失效总数的10%以上。　　潜在性缓慢失效：　　如果带电体所带静电位或存储的静电能量较低，或ESD放电回路中有限流电阻存在，那么，一次静电放电脉冲可能不足以引起电子元器件的突发性失效，但强静电场电离绝缘层，会在元器件内部造成轻微损伤，这种损伤又是累积性的;随着ESD脉冲次数的增加，器件的阀值电压会逐渐下降，使元器件的电参数逐渐劣化，这类失效称为潜在失效。潜在失效往往表现为器件的使用寿命缩短，或者一个本来不会使器件损伤的小脉冲却使器件失效。这种失效事先难以检测，造成难以被人们发现的“软击穿”现象，给产品留下潜在的隐患，直接影响电子产品的质量、寿命、可靠性和经济性。据统计：潜在性失效占电子元件ESD失效总数的90%。　　翻转失效：　　翻转失效是指某些逻辑电路在正常运行中使原来记忆状态发生翻转。这种失效通常表现为信息的丢失或功能暂时变化，没有明显的硬损伤发生，且在ESD发生后、或重新输入信息、或重新启动设备能自动恢复正常的运行。　　翻转失效的根本原因在于ESD的电磁辐射，确切地说是由于ESD尖峰电流产生的电气噪声造成的。ESD干扰可通过传导或者辐射等耦合路径进入到电子设备中。在ESD的近场区，主要取决于ESD源和接收机阻抗的容性耦合、感性耦合。在远场区，取决于电磁场耦合。　　翻转失效主要表现：　　程序破碎区的位翻转，引起程序"跑飞"或者"死机"。　　数据存储区的位翻转，造成关键变量的翻转，引起功能逻辑的絮乱，比如中途突出循环程序，错误执行条件等。　　外设控制寄存器的功能中断，引起外设配置状态变换，造成模块间数据通信异常。　　中断控制器寄存器的功能中断，引起意外中断的发生导致程序的异常执行。　　程序的位翻转，引起程序的异常执行。　　JATAG逻辑的功能中断，导致整个DSP的复位或死机。　　如果ESD干扰在电子线路中产生感应电压或电流超过了电平信号，设备正常工作程序将会发生翻转。在高阻抗电路中，信号是电压电平，容性耦合占主要成分，ESD感应电压是主要干扰源;在低阻抗电路中，信号是电流信号，感性耦合占主要成分，ESD感应电流是主要干扰源。　　翻转失效通常会导致通信系统故障，画面显示异常、系统复位、时钟信号抖动、射频电路部分失效等现象。　　02ESD损伤的特征　　隐蔽性：人体不能感知静电，除非是发生了静电放电，但是发生静电放电，人体也不一定能有电击的感觉。这是因为人体感知的静电放电电压为2-3Kv　　随机性：电子元件什么情况下会遭受静电破坏呢?可以这么说，从一个元件生产后一直到它损坏前所有的过程都受到静电的威胁，而这些静电的产生也具有随机性。由于静电的产生和放电都是瞬间发生的，极难预测和防护。　　复杂性：因电子产品的精细，微小的结构特点而费时、费事、费钱，要求较复杂的技术往往需要使用扫描电镜等精密仪器，即使如此有些静电损伤现象也难以与其他原因造成的损伤加以区别，使人们误把静电损伤失效当做是其他失效。　　潜伏性：有些电子元器件受到静电损伤后，性能没有明显的下降，但是多次累加放电会给器件造成内伤而形成隐患，而且增加了器件对静电的敏感性，已经产生的问题没有任何方法可治愈。　　03过度电性应力(Electrical Over Stress)　　是指所有的过度电性应力。当外界电流和电压超过器件的最大规范条件时，器件会损伤或者直接损坏，EOS通常产生于如下方面：　　电源AC/DC干扰、电源噪声和过电压　　电路切换导致的瞬变电流/峰值/低频干扰，其持续时间可能达到几微秒或者几毫秒。　　程序开关引起的瞬态/毛刺/短时脉冲干扰　　不恰当的工作流程、工作步骤。　　雷击浪涌干扰　　闪电　　04EOS&ESD差异对比表

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ESD

发布时间：2025-04-14 16:49 阅读量：626 继续阅读>>

型号	品牌	询价
CDZVT2R20B	ROHM Semiconductor
RB751G-40T2R	ROHM Semiconductor
TL431ACLPR	Texas Instruments
BD71847AMWV-E2	ROHM Semiconductor
MC33074DR2G	onsemi

型号	品牌	抢购
BU33JA2MNVX-CTL	ROHM Semiconductor
BP3621	ROHM Semiconductor
ESR03EZPJ151	ROHM Semiconductor
TPS63050YFFR	Texas Instruments
STM32F429IGT6	STMicroelectronics
IPZ40N04S5L4R8ATMA1	Infineon Technologies

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