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微电子电路现在面临的风险比以前更严重，元凶是静电放电ESD。这些灾难是隐藏的杀手，特别喜欢攻击敏感的IC。在一次静电放电事件中，可能不能保证PCB。抗静电放电设计，如果一步走错的话，可能会影响发售时间的延迟、开发的进展，让顾客生气。如果有一些高压的话，意味着你的茶碗不被保证。
在尺寸不断缩小的微电子时代，如果在ESD瞬变出现PCB设计之前没有有效抑制，ESD事件很有可能破坏你的产品设计。
写这篇文章的时候，正好想起了几个月前发生的有趣的事情。急得头脑发昏的客人，希望能够保护系统lsquo。愤怒的rsquo；ESD瞬变伤害。这位可怜的工程师遭遇了一系列ESD故障的打击，淹没了他的产品计划。他一定是不小心弄错了。或者一定泄露了一些步骤。
首先，他在任意的I/O接口上没有构建保护钳位元电路，也没有保护瞬态电压抑制TVS钳位元部件配置PCB焊盘lsquo。安全阀rsquo；措施。使问题更加复杂的是，这种特殊产品的I/O端口连接到高速、非常敏感的通信IC上。因此，这些电路板的通信在不太发生ESD事件的情况下发生故障。图1表示在数据线路中使用了钳位元二极体的例子。
图1:TVS二极体可以在数据线路上提供ESD保护。图中ESD显示带保护功能的USB 2.0数据线。
当第一电路板未通过时ESD一致性测试，客户将继续发布更新后的版本1和版本2。但是，这次不能再做了lsquo；胡说八道。这位客户明显发现了ESD额定电压plusmn。15kV的TVS夹紧管。他在电路板的几个I/O端口上放置了几个TVS，然后，很兴奋这个元件可以确保他的系统对抗plusmn。15kV的ESD冲击。这种方向是正确的，但基本上对ESD的威胁持轻视态度。此时，他发现使用TVS可以带来一定程度的改善，但第二版的电路仍然没有通过plusmn。15kV电压测试。图2是示出TVS二极体是如何lsquo的图。钳位rsquo；ESD来自脉冲的电压。
图2:钳子二极体可以减少来自ESL脉冲的电压，并且可以有效地防止电路的损伤。
因为受到了两次电击，这个工程师怀着惊讶的心情向我们求助。随着我们深入分析和理解问题，我真的感到了这位工程师的焦虑和恐惧。实际上，这个工程师PCB设计线路上乱列的ESD过渡信号不仅会对电路板上的通信元件造成危害，也会对他的工作产生威胁。他早就需要解决办法。因为不等待时间，所以在这个延迟设计的另一边有失去忍耐力的客人。我们很快就继承了这个问题。他把电路板寄给我们Semtech实验室，希望我们保护这个产品不受ESD的伤害，同时表明了保护他的公司的信誉和工作。
但是，首先必须明确的误解是TVS钳位元件资料手册的plusmn。15kV的额定值与PCB想要达到的系统级别的保护阈值几乎无关。其额定值TVS指元件自身的故障阈值，但不等于系统保证的干扰防止度。事实已经清楚，他的系统电路过于敏感，如果满足TVS元件的电容限制和尺寸要求条件，则难以达到plusmn。15kV系统级别的干扰防止要求。
进而，说明所有TVS元件与生俱来不相同。制造商制造的两个TVS钳位元部件的夹持性能有很大的差别。在产品开发周期非常严格的情况下，选择便宜又山寨的零件不是好方法。因此，必须对他的电路板进行改造，以使用一些更新的高性能、低侧钳位元部件来抑制这些元件的高峰值电流。这样，如图3所示，电路基板的干扰防止性能终于显著改善了。
图3：通过增加瞬态电压抑制，可以显著减少钳位电压并保护敏感IC。
他的系统现在可以很容易地通过mn。8kV测试（大部分情况plusmn；8kV就足够了。电路板仍不能通过plusmn，但进行了15kV接触放电试验（扩展目标），比以前的结果要好得多。基于此，为了进一步提高系统的韧性，可以压缩残余瞬态电流，但是在不影响信号性能的线路上增加了小的串联电阻。
增加电阻不是最理想的方法，但确实提高了电阻ESD的性能，在这种设计后期阶段提供了更容易的修复方法。最终结果表明，坚固的产品，舒适的终端使用者，快乐的老板，以及更深入的了解ESD保护知识的工程师。像他们说的那样ldquo；增加了抵抗力，产生了四、二公斤的效果。rdquo;我觉得在他的下一个设计中，最后一个瞬间会发现ESD错误会更积极地避免。
