在Nexperia，我們專注于器件建模，包括SPICE模型。但是，由于結(jié)果的重復(fù)性較差，我們不使用考慮氣隙的SPICE模型。具有接觸放電和優(yōu)化的信號(hào)完整性的模型顯示出更好的測(cè)量質(zhì)量。為了獲得更好的見(jiàn)解，我們建議使用SEED仿真非常精確地表征應(yīng)用和ESD事件。

最大的電阻總是由應(yīng)用提供。一開(kāi)始您應(yīng)該試試不加電阻。如果發(fā)現(xiàn)無(wú)法達(dá)到目標(biāo)ESD水平，則必須評(píng)估應(yīng)用允許添加的電阻量，然后試試是否足夠。

縱觀歷史，新的ESD保護(hù)技術(shù)不斷發(fā)展。一開(kāi)始，人們使用大型電容，但它們的鉗位特性非常差，不適用于數(shù)據(jù)線。接著，人們使用并優(yōu)化了齊納二極管。這可以應(yīng)用于內(nèi)部IC和外部ESD保護(hù)。主要目標(biāo)是降低鉗位電壓，從而降低IC和系統(tǒng)內(nèi)的ESD應(yīng)力?！盎貜棥碧匦缘刃路椒ㄌ峁┝撕芎玫谋Ｗo(hù)特性，從而降低了鉗位電壓。此外，可以考慮新材料和新結(jié)構(gòu)，這有助于提高器件級(jí)的組裝穩(wěn)健性，更重要的是，也可以提高系統(tǒng)級(jí)穩(wěn)健性。

由于會(huì)主動(dòng)降低鉗位電壓的保護(hù)特性，鉗位電壓可能低于擊穿電壓?！盎貜棥奔夹g(shù)是一個(gè)很好的例子。較低的鉗位電壓可以提供更好的系統(tǒng)級(jí)保護(hù)，這不是缺點(diǎn)。

工作點(diǎn)(OP)中切線的梯度提供了動(dòng)態(tài)電阻Rdyn (TLP)。為DUT的正向和反向確定Rdyn (TLP)。實(shí)際上，對(duì)于線性特性V = f(I)，可以通過(guò)趨勢(shì)線線性VCL (TLP) = f(I)估算工作點(diǎn)中的切線，從而得出動(dòng)態(tài)電阻Rdyn (TLP)。

獨(dú)立ESD保護(hù)器件的電容相對(duì)偏差基本相同。例如，用于CAN總線的20 pF器件顯示出的相對(duì)電容偏差和用于以太網(wǎng)保護(hù)的2 pF解決方案大致相同。因此，如果器件電容較低，則絕對(duì)電容偏差會(huì)變小。在這種情況下，2 pF的解決方案將僅顯示出0.2 pF的偏差（相對(duì)偏差為10％），對(duì)信號(hào)完整性和性能的影響較小。

反向最大工作電壓VRWM表示為避免中斷正常工作模式可在不激活設(shè)備的情況下施加的直流電壓。與VRWM相比，擊穿電壓VBR更高，并且描述了非工作模式向工作模式的轉(zhuǎn)換。在規(guī)定電流下也可以看到這一點(diǎn)。因此，兩種電壓之間有差異，以確保安全運(yùn)行。

在所示PCB上，接地連接位于左上角。因此，在發(fā)生外部ESD保護(hù)的ESD事件時(shí)，電流會(huì)通過(guò)保護(hù)器件直接流向接地，因?yàn)镋SD保護(hù)起到了分流器的作用。如果沒(méi)有外部ESD保護(hù)，ESD脈沖可以直接通過(guò)走線流入IC，從而導(dǎo)致故障，流向地的電流也會(huì)減少。

功耗是鉗位電壓乘以峰值脈沖電流的乘積：P = U x I。例如，IPP = 5 A且VCL = 41 V，結(jié)果是205 W。需要注意的是，您只能獲得有關(guān)穩(wěn)健性的有限信息，而不會(huì)了解系統(tǒng)級(jí)穩(wěn)健性。在鉗位電壓主動(dòng)降低的“回彈”保護(hù)特性中，功耗也會(huì)降低。這可能會(huì)令人困惑，因?yàn)椤盎貜棥碧匦蕴峁┝顺錾腅SD保護(hù)。因此，功耗不能很好地指示ESD的穩(wěn)健性。

基本上，所有東西都可能被毀壞，但是一旦器件被完全毀壞，就很難檢測(cè)出確切的根本原因。為了重建故障模式，可以進(jìn)行突破性的物理分析以及包括SEED仿真在內(nèi)的進(jìn)一步調(diào)查。

鉗位電壓和峰值脈沖電流參數(shù)可以很好地指示ESD保護(hù)情況。低鉗位電壓實(shí)際上會(huì)降低ESD波形的肩峰。各種具有“回彈”特性的ESD保護(hù)技術(shù)，如開(kāi)基晶體管或晶閘管，都可以進(jìn)一步改善。

SEED（高效的系統(tǒng)級(jí)ESD設(shè)計(jì)）仿真是仿真ESD事件的一種有效方法。它特別有助于將IC與分立ESD保護(hù)匹配起來(lái)。有關(guān)進(jìn)一步介紹，我們推薦您閱讀我們的白皮書，其中說(shuō)明了概念和基本步驟。

在發(fā)生ESD事件時(shí)，EMI掃描儀可用于測(cè)量PCB上的磁場(chǎng)和電流。它與位于電路上方的近場(chǎng)探頭一起工作。ESD事件的持續(xù)時(shí)間約為100 ns。EMI掃描儀無(wú)法仿真，但會(huì)記錄被測(cè)PCB的視頻。藍(lán)色表示低電流密度，而黃色或紅色表示高電流密度。這樣，就可以直觀地了解ESD概念的有效性。

溫度是降額參數(shù)的主要因素，但是，硅基ESD保護(hù)的特點(diǎn)是隨溫度變化的性能損失很小。數(shù)據(jù)手冊(cè)中通常會(huì)提供典型PCB堆疊的熱穩(wěn)健性。

主要區(qū)別在于拓?fù)??；貜椘骷哂虚_(kāi)基或可控硅整流器拓?fù)洹烧叨荚试S回彈，從而導(dǎo)致鉗位電壓顯著降低。相比之下，當(dāng)達(dá)到擊穿電壓且鉗位電壓緩慢上升時(shí)，齊納保護(hù)才開(kāi)始鉗位。選擇ESD保護(hù)器件時(shí)應(yīng)考慮所有類型，但是對(duì)于高速線路，回彈拓?fù)鋵@著提高性能。

可以堆疊串聯(lián)ESD保護(hù)器件。如果串聯(lián)兩次相同的ESD保護(hù)器件，會(huì)發(fā)生以下情況：

• VRWM翻倍
• 觸發(fā)/擊穿翻倍
• 鉗位電壓翻倍
• CD減半

Nexperia根據(jù)客戶要求提供咨詢和評(píng)估支持。個(gè)別情況下可能會(huì)產(chǎn)生額外費(fèi)用，例如特殊測(cè)試板。請(qǐng)聯(lián)系您的Nexperia聯(lián)系人了解更多詳細(xì)信息。

通常，ESD保護(hù)器件可以很好地承受合理數(shù)量的ESD脈沖而不會(huì)老化。施加較長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間的浪涌脈沖時(shí)，應(yīng)考慮散熱問(wèn)題。

如果觸發(fā)了回彈器件，并且通態(tài)電流高于ESD保護(hù)器件的保持電流，就會(huì)發(fā)生閂鎖。然而，大多數(shù)ESD保護(hù)器件可承受這種情況引起的電流：Nexperia部件均在100 mA的閂鎖場(chǎng)景中經(jīng)過(guò)數(shù)小時(shí)測(cè)試，沒(méi)有表現(xiàn)出任何損壞或性能下降。如果任何接口受到影響，會(huì)出現(xiàn)軟故障，但硬件不會(huì)出現(xiàn)故障。對(duì)于許多接口來(lái)說(shuō)，一旦受影響的數(shù)據(jù)線處于單端低態(tài)，回彈器件就會(huì)自動(dòng)返回關(guān)態(tài)。

Nexperia使用經(jīng)行業(yè)認(rèn)證的復(fù)合模具，能夠滿足所有汽車質(zhì)量要求，如AEC-Q101或MSL等級(jí)。應(yīng)用設(shè)計(jì)可以防止由電氣過(guò)壓(EOS)引起的損害。此外，較高的IPPM值可以增加設(shè)備級(jí)的安全裕度。

ESD保護(hù)器件通常是穩(wěn)健的器件。但是，環(huán)境影響通常包含在合格測(cè)試中，如AEC-Q101或類似測(cè)試。

通常，ESD保護(hù)器件的正向電壓對(duì)于ESD用途并不重要。但是，這些信息可以按需與您共享。

施加重復(fù)尖峰時(shí)，器件可能會(huì)發(fā)熱。溫度升高肯定會(huì)影響電氣特性，例如擊穿電壓。我們會(huì)按需提供溫度的測(cè)量數(shù)據(jù)。

ESD事件的串?dāng)_很大程度上取決于您的子應(yīng)用，包括PCB、PCB堆疊等。因此，我們無(wú)法給出具體建議。

對(duì)于高達(dá)2kV或至少500V的HBM，IC通常非常穩(wěn)健。此外，這是第一個(gè)持續(xù)時(shí)間只有幾納秒的峰值。這次沖擊沒(méi)有太多能量，因此，對(duì)于一般網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)通常不是問(wèn)題。對(duì)于高速IC等非常敏感的IC，這可能是一個(gè)問(wèn)題。因此，我們建議使用觸發(fā)和鉗位電壓都非常低的ESD器件，此外還應(yīng)使用最小的寄生器件，例如無(wú)引腳封裝，正如在第二次會(huì)議中討論的那樣。

由于個(gè)別組裝指南和特殊質(zhì)量方面的原因，客戶的質(zhì)量要求可能會(huì)有所不同。Nexperia提供專門的產(chǎn)品組，以達(dá)到高于AEC-Q101的高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

應(yīng)始終將ESD保護(hù)器件放置在連接器附近，以用作分流器并將ESD電流鉗位至地。根據(jù)板網(wǎng)電壓，必須考慮更高的VBR。例如，對(duì)于24 V板網(wǎng)，應(yīng)選擇大于32 V的VBR。

觸發(fā)電壓更多取決于ESD器件的物理結(jié)構(gòu)，但動(dòng)態(tài)電阻對(duì)觸發(fā)特性的影響也較小。

Nexperia在我們的網(wǎng)頁(yè)上提供了參數(shù)搜索來(lái)篩選特定參數(shù)。

傳輸線脈沖(TLP)是50 Ω受控阻抗環(huán)境中的短時(shí)矩形脈沖，可提高測(cè)試準(zhǔn)確度和測(cè)量再現(xiàn)性。

TLP能夠表征具有短脈沖寬度和快上升時(shí)間的受力設(shè)備的性能特性。每個(gè)測(cè)量結(jié)果都成為TLP圖上的一個(gè)點(diǎn)，顯示TLP I-V特性，即構(gòu)成TLP曲線。

Nexperia的汽車級(jí)產(chǎn)品符合AEC-Q101標(biāo)準(zhǔn)（如果在數(shù)據(jù)手冊(cè)中注明）。由于未通電，ESD器件顯示出非常低的自發(fā)熱特性。此外，Nexperia根據(jù)JEDEC和ISO規(guī)范進(jìn)行了多項(xiàng)可靠性測(cè)試，以確保高可靠性。

基本上，ESD故障有兩種模式：器件損壞的破壞性故障和表現(xiàn)為軟故障的非破壞性故障。非破壞性故障很難檢測(cè)，但有助于在遞增的更高電壓下進(jìn)行測(cè)試，以確定破壞性故障點(diǎn)。這樣，有時(shí)可以及早檢測(cè)到器件的老化，從而給出潛在風(fēng)險(xiǎn)的第一個(gè)指示。泄漏電流的偏差也會(huì)給出很好的指示。

對(duì)于24 V直流電源線，由于快速啟動(dòng)的要求，需要最小32 V的反向關(guān)態(tài)電壓

SEED（高效的系統(tǒng)級(jí)ESD設(shè)計(jì)）仿真是仿真ESD事件的一種有效方法。它特別有助于將IC與分立ESD保護(hù)匹配起來(lái)。關(guān)于進(jìn)一步介紹，我們推薦您閱讀我們的白皮書，其中說(shuō)明了概念和基本步驟

從一般的ESD設(shè)計(jì)方面來(lái)看，ESD設(shè)計(jì)策略是獨(dú)立的。但是，附加要求可能會(huì)縮小適用保護(hù)器件的范圍，并包括進(jìn)一步的測(cè)試。例如，ISO10605規(guī)定了針對(duì)汽車應(yīng)用的附加測(cè)試。

Nexperia的汽車級(jí)產(chǎn)品符合AEC-Q101標(biāo)準(zhǔn)（如果在數(shù)據(jù)手冊(cè)中注明）。我們所有的產(chǎn)品都被視為基礎(chǔ)構(gòu)建模塊，其中功能安全的關(guān)鍵性由系統(tǒng)定義。這一點(diǎn)很重要，因?yàn)橐粋€(gè)器件/系統(tǒng)的默認(rèn)故障模式可能不適用于另一個(gè)器件/系統(tǒng)，這也是我們無(wú)法根據(jù)ISO26262方法假定任何ASIL評(píng)級(jí)的原因。Nexperia可為將在安全關(guān)鍵應(yīng)用中使用ESD保護(hù)器件的客戶提供更多詳細(xì)信息和支持。

根據(jù)應(yīng)用和保護(hù)器件的不同，散射參數(shù)可以包含在數(shù)據(jù)手冊(cè)中?？砂葱柰ㄟ^(guò)電子郵件發(fā)送散射參數(shù)數(shù)據(jù)。

對(duì)于sub GHz應(yīng)用，ESD保護(hù)器件的電容對(duì)阻抗有重要影響。為了改善阻抗曲線，可以用較低電容的器件來(lái)提高性能。封裝在這方面影響較小。

串?dāng)_取決于子系統(tǒng)。隨著PCB設(shè)計(jì)變得越來(lái)越小，并顯示出越來(lái)越高的走線密度，可能存在更高的串?dāng)_風(fēng)險(xiǎn)。但是，這更多的是在PCB表面，而不是外圍。

如果只使用一個(gè)電容，ESD脈沖可能會(huì)衰減一點(diǎn)，但系統(tǒng)級(jí)保護(hù)非常低。分立ESD保護(hù)器件顯著提高了系統(tǒng)級(jí)ESD的穩(wěn)健性，并增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。

連接器上的傳導(dǎo)放電僅受您所設(shè)計(jì)的模塊外殼的輕微影響。空氣放電很大程度上取決于外殼，因此，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中應(yīng)予以考慮。

有關(guān)DFN封裝焊接和AOI指南，請(qǐng)參閱Nexperia應(yīng)用說(shuō)明。

在這個(gè)例子中，PCB有4層或更多層，GND層正好位于頂層下方，預(yù)浸料約為100 μm。因此100 μm的通孔電感很小。但是，您可以根據(jù)PCB堆疊規(guī)劃不同的GND引腳布線。

同軸電纜（單端）或差分傳輸對(duì)ESD保護(hù)器件的電氣性能沒(méi)有實(shí)際影響。這可能會(huì)影響保護(hù)器件的封裝，因?yàn)槟枰_定必須保護(hù)的線路數(shù)量。

我們目前正在為除USBx和HDMIx之外的其他應(yīng)用進(jìn)行眼圖測(cè)量和仿真。

通過(guò)TLP曲線比較可以快速看出這一點(diǎn)。因此，ESD保護(hù)器件應(yīng)在PHY的內(nèi)部ESD保護(hù)之前觸發(fā)。例如，如果ESD保護(hù)的擊穿電壓為35 V，PHY的擊穿電壓為60 V，則是很好的匹配。在這一組合中，ESD保護(hù)會(huì)首先鉗位并吸收絕大部分ESD脈沖。

可能存在一些與DPI測(cè)試有關(guān)的問(wèn)題。在測(cè)試過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)吸收了過(guò)多能量時(shí)就會(huì)出現(xiàn)。在這種情況下，您需要選擇觸發(fā)電壓更高的ESD保護(hù)器件。

走線應(yīng)直接布線至ESD保護(hù)器件，而不需要更改層或耦合至其他PCB結(jié)構(gòu)。但是，布線在很大程度上取決于子應(yīng)用，因此無(wú)法包含在數(shù)據(jù)手冊(cè)中。

所有的Nexperia封裝均符合AEC-Q101和其他最高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

原因是在DPI測(cè)試期間，RF噪聲可達(dá)到高達(dá)100 V的振幅。為避免ESD保護(hù)器件鉗位，觸發(fā)電壓規(guī)定為大于100 V。超過(guò)24 V的直流電壓與對(duì)電池短路的要求有關(guān)（與CAN/LIN類似）。

對(duì)于LIN/CAN/以太網(wǎng)等一些應(yīng)用，3引腳封裝不會(huì)對(duì)信號(hào)完整性產(chǎn)生顯著影響。對(duì)于SerDes和Multimedia等高頻應(yīng)用，我們建議使用其他封裝，如無(wú)引腳封裝。

對(duì)于1000BASE-T1，PESD2ETH1G-T可以以更小的寄生電容（小于2 pF）使用。有關(guān)更多產(chǎn)品信息，請(qǐng)參閱網(wǎng)頁(yè)上的選型手冊(cè)。

通過(guò)眼圖，您可以判斷ESD保護(hù)是否對(duì)您的數(shù)字系統(tǒng)影響過(guò)大。除了散射參數(shù)和寄生電容之外，這是另一種看待設(shè)備級(jí)信號(hào)完整性的角度。

對(duì)于CAN，更重要的是電容。但是，對(duì)于某些CAN產(chǎn)品，Nexperia還是會(huì)為其提供散射參數(shù)。

有關(guān)更多產(chǎn)品信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)我們的網(wǎng)頁(yè)