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但是,这种方法有其缺点。IC看到的实际电源电压在二极管上降低两倍的压降(VfVf)(通常为2x 0.5-0.7V = 1.0-1.4V)。此外,IC接地现在与系统接地有很大不同。这可能会干扰单端ADC测量和其他模拟功能。
串联电阻进入 CMOS I/O
常用的外部ESD保护方法是在ESD能量源和要保护的集成电路引脚之间添加一个小串联电阻。有点违反直觉的是,小至50Ω的电阻可能会使CMOS IC的ESD抗扰度提高一倍。更高的免疫力是可能的;更高的保护水平与增加的串联电阻成正比。此方法的工作原理有两个原因。首先,串联电阻与IC寄生引脚电容(通常为5至10 pF)配合使用,形成截止频率低于1 GHz的单极点低通滤波器。这导致串联电阻衰减大部分 ESD 事件的高频能量(在 HBM 放电中高达 90% 的上升沿功率)。其次,当IC保护电路正常工作时,其阻抗非常低(在几十欧姆或更低的量级)。这种低电阻与串联电阻一起工作,形成分压器,因此ESD事件产生的高电压只能使IC内置保护电路偏置为总ESD电压的一部分。这种衰减是对上升沿滤波的补充。这些影响的总和来自一个简单的外部串联电阻,在要求苛刻的应用中显著提高了ESD性能。
放置
如果要将TVS二极管和串联电阻作为ESD保护添加到CMOS I/O引脚(例如微控制器上的GPIO引脚),则先放置串联电阻(更接近ESD事件的源),然后再放置TVS二极管(更靠近微控制器)。
这是允许的,因为电阻不会受到ESD的损坏,并且可以消耗大部分功率,仅留下部分用于TVS二极管,这意味着CMOS I/O引脚上的电压不会像其他方式那样变化。
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