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时间:2018-08-03
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1、ESD防护中的电容选择一静电磁场特性根据国标标准GB/17626.2静电放电电流的标准波型为:它具有亚纳秒的上升前沿,半高脉宽为30ns,其峰值从充电电压为2kV时的9A到15kV时的70A。静电的辐射场是由静电电流产生的辐射磁场,接触放电和空气放电所产生的磁场是不相同的。根据测试采用人体-金属模型,接触放电时静电辐射场的波形和频谱图如下:其辐射场波形为典型的衰减振铃信号,振荡持续时间约500ns,峰值场强为150V/m由上图可看出,频谱包含了0~250MHz的频率分量,中心频率在40MHz左右。空气放电时静电辐射场的波形和频谱图如下:人体-金属模型的空气放电辐射
2、场波形与接触放电很相似,都为衰减的振铃信号波形,其正峰值场强为200V/m,频谱分布在0~130MHz,中心频率约28MHz,且有几个倍频辐射场存在。一PCB防护电路中的电容选择基于PCB设计的电子产品极易受到静电干扰(尤其是浮地设计),以复位信号的ESD防护为例说明防护电路中电容选择:某种芯片的复位信号时序图如下:从图中可以看出复位信号的脉宽最小值(T6.1)为100us,因此只要外部干扰导致nRST引脚低电平时间超过100us,该芯片就会复位。对于浮地系统当电路板受到静电磁场辐射时,部分磁场能量就会通过微带线耦合到电路板上,由于没有有效快速的泄放途径,电场能量
3、会累积到电路板上,导致地平面或电源平面之间的电平发生变化,当变化持续时间超过复位管脚的最小脉宽时就会引起芯片复位。因此需要为干扰寻求快速的泄放通道从而减小干扰,防护电路如下:考虑到静电辐射场频率主要集中在20M~50M之间,0.01uF电容的谐振频率在45M左右,因此选用0.01uF电容,其响应曲线如下:由图二可知静电辐射场包含正负双向辐射,因此需要对电源与地均添加退偶电容。实验证明添加以上保护设计后芯片的抗ESD干扰能力由二级B提升到四级B。2009-2-22曹焱
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