【导读】ESD ?；て骷哪康氖墙Х?ESD 输入降低至受保护 IC 的安全电压，并将电流从 IC 分流出去。尽管所需 ESD 波形的输入电压和电流在过去几年中没有变化，但保护 IC 所需的安全电压水平却有所下降。过去，IC 设计对 ESD 更加稳健，并且可以处理更高的电压，因此选择能够满足 IEC61000-4-2 4 级要求的任何?；ざ芫妥愎涣恕?/span>
ESD 波形
在系统级定义典型 ESD 事件的常用波形是 IEC61000-4-2 波形，其特点是亚纳秒上升时间和高电流水平（见图 1）。该波形的规格规定了 4 个级别的 ESD 幅度。大多数设计人员都需要将其产品鉴定为别，即 8kV 接触放电或 15kV 空气放电。在元件级进行测试时，接触放电测试是合适的测试，因为空气放电测试在如此小的元件上不可重复。
ESD ?；て骷哪康氖墙Х?ESD 输入降低至受?；?IC 的安全电压，并将电流从 IC 分流出去。尽管所需 ESD 波形的输入电压和电流在过去几年中没有变化，但?；?IC 所需的安全电压水平却有所下降。过去，IC 设计对 ESD 更加稳健，并且可以处理更高的电压，因此选择能够满足 IEC61000-4-2 4 级要求的任何?；ざ芫妥愎涣?。对于更新、更灵敏的 IC，当今的设计人员不仅必须确保?；て骷芄宦?IEC61000-4-2 4 级标准，还要确保器件将 ESD 脉冲钳位在足够低的电压，以确保IC没有损坏。在为给定应用选择?；て骷保杓迫嗽北匦肟悸?ESD ?；て骷?ESD 事件钳位到多低。
如何选择有效的?；そ饩龇桨?br style="padding: 0px; margin: 0px auto;"/>
保护二极管数据表上的关键直流规格是击穿电压、漏电流和电容。大多数数据表还将规定 IEC61000-4-2 的额定值，这表明二极管不会被指定级别的 ESD 脉冲损坏。大多数数据表的问题在于，它们没有任何有关高频、高电流瞬变（例如 ESD）的钳位电压的信息。与数据表中指定的直流电压相比，在这些类型的瞬态事件期间，保护二极管的钳位电压要高得多。然而，很难为 IEC61000-4-2 规范指定钳位电压，因为它旨在成为系统级的通过/失败规范，并且频率非常高。要将这一规范应用于保护器件，不仅要检查保护二极管是否通过，还要检查它对 ESD 电压的钳位有多低，这一点至关重要。
比较?；ざ芮坏缪沟姆椒ㄊ鞘褂檬静ㄆ鹘厝?ESD 事件期间二极管两端的实际电压波形。这是通过测试设置来完成的（参见图 2）。
当查看暴露于 IEC61000-4-2 的 ESD ?；て骷牡缪共ㄐ问?，通?；岢鱿忠桓龀跏嫉缪辜夥澹婧蟪鱿侄畏逯?，终电压将趋于平稳。初始尖峰是由 IEC61000-4-2 波形的初始电流尖峰和测试结构中的电感引起的过冲共同引起的。然而，初始尖峰持续时间很短，这限制了传输到 IC 的能量。?；ぷ爸玫那恍阅艿叵允驹诔跏脊逯蟮那咧?。二次峰值是主要问题，因为电压波形持续时间较长，从而增加了 IC 所承受的总能量。在下面的研究中，钳位电压被定义为次级峰值的电压。
基准研究示例
为了进行公平比较，所选部件应具有相似的封装尺寸和数据表规格。本次比较选择的部件是三个 ESD ?；ざ?，在比较数据表中的电气特性时，这三个二极管被视为可以直接替代。这些器件均为双向 ESD ?；ざ?，具有相同的击穿电压 (6.8V)、电容 (15pf) 和封装外形 (1.0 mm x 0.6 mm x 0.4 mm)。本研究选择的产品是 Rohm 的 RSB6.8CS、KEC 的 PG05DBTFC 以及 ON Semiconductor 的 ESD9B5.0ST5G。
当比较上述部件的直流性能时，它们看起来似乎相同（参见下面图 2 中的曲线轨迹）。此外，它们都声称符合 IEC61000-4-2 4 级标准，这意味着它们都能承受高达 8 kV 接触电压的 ESD 冲击。 ESD ?；て骷繁Ｃ舾?IC ?；さ墓丶阅芴卣鞑皇侵绷餍阅?，而是直流性能。然而，虽然设备能够满足 IEC61000-4-2 4 级标准很重要，但更重要的是受保护的 IC 能够满足要求。为了确保 IC 在 ESD 事件期间存活，?；ざ鼙匦虢?ESD 电压钳位到足够低的值，以免 IC 损坏。
为了比较每个器件的钳位性能，我们将使用示波器截取 ESD 事件期间的电压波形。我们将进行并行测试，保持所有测试条件相同。下面的图 3 显示了同一图表上每个二极管对正负 ESD 脉冲的响应。使用的输入脉冲是标准 IEC61000-4-2 4 级触点 (8 kV)。
图 3. ESD 保护二极管的电压钳位比较（示波器屏幕截图）
从图 3 中的屏幕截图可以明显看出，当应用 ESD 的高电流条件时，三个?；ざ艿男阅艽嬖诿飨圆钜?。与 KEC 和 Rohm 部件（蓝色波形）相比，安森美半导体?；そ饩龇桨福ê谏ㄐ危┪?ESD 脉冲提供更低的钳位电压。对于正脉冲，ON Semiconductor 部件钳位在 14 V，而 KEC 为 18 V，Rohm 为 23 V。在施加负脉冲期间，三个器件之间的钳位电压差异变得更加明显。安森美半导体器件的负脉冲钳位电压为 20 V，KEC 器件的负脉冲钳位电压为 34 V，罗姆器件的负脉冲钳位电压为 42 V。在负 ESD 事件期间，这三个器件之间存在明显的区别，其中 KEC 部件的钳位电压比 ON Semiconductor 部件高 70%，而 Rohm 部件的钳位电压是 ON Semiconductor 部件的两倍以上。通过 KEC 和 Rohm 产品的负脉冲总电压可能对更容易受到 ESD 损坏的新 IC 设计造成潜在危险。然而，安森美半导体部件在两个方向上保持低钳位电压，从而限度地降低正负 ESD 脉冲的风险。
良好的?；て骷匦肽芄缓芎玫厍徽?ESD 脉冲，以保证终产品在实际条件下具有的可靠性。两个方向的低钳位电压确保该器件能够?；っ舾械?IC，从而使设计人员能够利用的 IC 技术来突破功能和速度的极限。认识到钳位电压在 ESD 保护器件选择中的重要性与日俱增，许多保护公司都在 ESD ?；て骷氖荼碇刑峁┝?ESD 钳位屏幕截图，如图 3 所示。
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