電路級靜電防護設計技巧及防（fáng）護

靜電放電（ESD）理論研究已經發展成熟，為模擬分析靜電事件，前人設計了多種靜電放電模型，包括但不限於人體模型（HBM）、帶電器件模型、場感應模型、場增強模（mó）型、機器模型和電容（róng）耦合模型等。在芯片級，通常采用HBM進行測試，電子（zǐ）產品則依據IEC 6 1000-4-2的放電模型進（jìn）行（háng）測試。歐洲共（gòng）同體（tǐ）通過IEC 61000-4-2建立了嚴格瞬（shùn）變衝擊抑製標準，確保產品符合這一（yī）標準後，方可銷往歐洲成員國。

IEC 61000-4-2規定的靜電放電發生器分為（wéi）接觸放電和空氣放電兩種類型。靜電放電現象主要（yào）電流特征為1nS左（zuǒ）右的上升沿，對ESD保護器件的響應時（shí）間（jiān）提出了嚴格（gé）要求。靜電放電發生器的能量集中在幾十MHz至500MHz的頻段，通常通過濾波器濾除特定頻帶（dài）的能量實現靜電防護。

IEC 61000-4-2製定了幾個靜電放電發生器試驗等級，目前手機CTA測試執行的是3級標準，即接觸放（fàng）電6KV，空氣放電8KV。多數手機廠（chǎng）家會執行更（gèng）高級別的靜電防護等級。

集成（chéng）電路（IC）遭受ESD時，放電回（huí）路的電阻通常極小，無法限製放電電流，導致高（gāo）達數十安培的瞬間電流流（liú）入IC管腳。這可能會嚴重損傷IC，甚至融化矽（guī）片管芯（xīn）。ESD還可能導致（zhì）IC內部金（jīn）屬連接被燒斷、鈍化層（céng）受損以及晶體管（guǎn）單元被（bèi）燒壞。

ESD可能引發IC的死鎖效（xiào）應。這種現象與CMOS器件內部類似可控（kòng）矽的結（jié）構單元被激活有關，高電壓（yā）激活這些結（jié）構形成大電（diàn）流通道，通常（cháng）從電源VCC至地。串（chuàn）行接口器件的（de）死鎖電流可高達1A。死（sǐ）鎖電流會持續到器件斷電，此時IC通（tōng）常因過熱而燒毀。

針對電路級ESD防護，常見的方法（fǎ）包括並（bìng）聯放電器件、串聯阻抗（kàng）、增加濾波網絡以及複合防護。並聯放電器件包括TVS、齊納二極管、壓敏電阻和氣體放電管，各有其特點（diǎn）和適用場景。串聯阻抗通過串聯電（diàn）阻或磁珠限製ESD放電（diàn）電流。濾波網絡則能有效濾除靜電能量。複合防護結合了電阻和放電器件（jiàn），提供更全麵的防護效果（guǒ）。

為了進一步提升防護效（xiào）果，還可以增加吸收回路，通過在敏感信號附件設置地的漏銅或放置尖（）端放電點（火（huǒ）花隙）來吸收靜電。這些措施共同作用，確保（bǎo）電路在ESD事件中保持穩定運行。

在實際應用中，選擇合適的ESD防護策略（luè）和器件至關重要，需根據電路的具體需求和成本考量進行綜合考慮。通過采（cǎi）用適當的防護措施（shī），可以有（yǒu）效減少ESD對電路的損害，保障產品的（de）可（kě）靠性和穩定性。