ESD二极管的主要电气特性参数有:
1. 工作峰值反向电压(Working peak reverse voltage),VRWM:
电压低于工作峰值反向电压时,ESD保护二极管阻抗非常高,即使施加工作峰值反向电压,也只有小于规定漏电流的电流流过,设计师可以用这个参数作为指导,确保其高于被保护信号线的最大工作电压。
2. 总电容(Total capacitance),Ct:
CT是在指定反向电压和频率下施加小信号时,二极管端子上的等效电容,是二极管的结电容与其封装的寄生电容之和,结电容随反向电压的增加而减少。
3. 动态电阻(Dynamic resistance),RDYN:
动态电阻是指ESD保护二极管随着反向电压的增加反向击穿时,如下图所示,VBR与VC之间VF–IF 曲线的电流斜率。
4. 反向击穿电压(Reverse breakdown voltage),VBR:
反向击穿电压是ESD保护二极管在规定条件下(通常定义为1mA,尽管因器件而异)开始传导规定量电流时的电压,VBR最初是为齐纳二极管定义的参数,后被定义为ESD保护二极管导通电压。
5. 反向电流(Reverse current),IR:
反向电流是ESD保护二极管在规定电压下反向偏置时,反向流动的漏电流,对于ESD保护二极管,如下图所示,IR按工作峰值反向电压(VRWM)定义。
6. 钳位电压(Clamp voltage),VC:
钳位电压是ESD保护二极管指定峰值脉冲电流条件下最大钳制电压,如下图所示,VC通常在多个峰值脉冲电流点测量。
综上所述,选择正确的ESD保护二极管,就是对这些主要电气特性做选择,浪拓公司FAE总结如下:
1. 保持被保护信号的质量
1) 信号线电压:根据被保护信号线的最大电压,选择具有相应反向击穿电压(VBR)或工作峰值反向电压(VRWM)的ESD保护二极管;
2) 信号极性:跨GND电平信号(如模拟信号),使用双向ESD保护二极管。
3) 信号速率:根据被保护信号线的最大频率,选择总电容(CT)合适的的ESD保护二极管。
2. 增强ESD保护性能
1) 动态电阻:选择动态电阻(RDYN)尽可能低的ESD保护二极管。
2) 钳位电压:根据所需VRWM选择最小钳位电压(VC)的ESD保护二极管。务必选择VC低于受保护器件耐受电压的二极管。
3. ESD保护二极管ESD耐受性
1) IEC 61000-4-2:选择保证ESD性能高于系统ESD抗扰度要求的ESD保护二极管。
典型应用案例