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天津市泰可博世防静电技术发展有限公司 / 2011-12-22
接口电路中植入ESD保护器
芯片是最容易被ESD损坏的器件,因此成为电脑中的重点保护对象。而接口电路位于板卡电路的外围,是抵御ESD的一道重要防线。由于电脑板卡上逻辑电路无法承受千伏级电压,所以必须将之排除在电路之外。在电脑的各个接口处接入静电防护器件,使静电高压在此释放,避免了向电路板的纵深区域的侵入。
接口电路中最简易的防静电措施是:在线路中串连一个低阻值的电阻,来限制ESD的电流,或者在信号线与地线之间接如一个小电容,来释放ESD电流。不过这些措施会对信号产生衰减和延迟,不利于信号传输。
近几年生产的主板中,在键盘、鼠标的PS/2接口以及RS-232C串行口和IEEE1284A并行口等低速端口中,多采用内嵌防静电功能的数据收发芯片(图5)。接口芯片中内嵌的ESD保护电路,是利用寄生电路实现的。当ESD作用时,寄生电路被触发,泄放ESD电流或箝位ESD电压,达到保护目的。
对于高速的USB和IEEE1394热插拔接口,因为引脚较少,通常接入TVS和MLV等新型静电保护器件。TVS(TransientVoltageSuppresser,瞬态电压抑制器)能够迅速地将ESD故障电流释放到接地端,而且其漏电流和结电容都很低,响应时间也很短(1ns左右),是高速数据通路中理想的选择,在电脑主板及各种USB设备中获得广泛应用。
TVS器件内通常含有若干个TVS二极管、具有多路保护作用的微型贴片元件,常见的封装形式有SOT23和SC-70两种,最新产品有Semtech公司的MicroClampTVS,Microsemi公司的USB50403C等。
ESD保护器往往不被人们所注意,但却是电脑的保护神。它们在电脑中是否起过作用、起过几次作用,我们都无法知道。但是,如果没有它们的暗中保护,电脑就会经常给我们带来麻烦。