但是電子行業(yè)已發(fā)生變化。消費電信行業(yè)在發(fā)生爆炸式發(fā)展，出現(xiàn)了更多的手持設備。器件的工作頻率已經(jīng)從幾kHz上升到GHz，從而使用于ESD保護的高容量無源器件帶來設計失真問題。此外，芯片工作電壓正在降低，有助于極大提高對任和高能量瞬態(tài)(固定結(jié)點的加熱/融化)響應的靈敏度。同時，新型高頻數(shù)碼使用器件要求關斷漏電流非常低，從而降低噪聲。

在低成本的生產(chǎn)環(huán)境中，對于所有的電路元件來說降低成本是主要目標。因此，有效的ESD抑制器應為設計工程師提供下列主要的好處和特點(未必按重要性排列)：

具有成本效益；

保護新型消費電子的音頻和視頻I/O線路以及RF連接端口，而無需犧牲性能；

保護新型通信連接硬件；

在很廣的工作頻率范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的器件特性；

在工作頻率為數(shù)GHz的超寬帶電路中采用1pF以下的電容；

在關狀態(tài)條件下漏電流最小，以減小噪音；

降低由ESD抑制器元件引起的工作電路信號失真和減衰；

為提供有效保護，觸發(fā)和箝位特性要與電路器件要求一致；

具有所需的裝配特性、外形因子和PCB封裝，便于用在高速自動裝配生產(chǎn)線上；

在各種可選擇的器件中，最好是在無需改變電路板的情況下具有高互換性；

在產(chǎn)品使用壽命期間可靠性高。

布局指南

不管選擇怎樣的TVS器件，它們在電路板上的布局非常重要。TVS布局前的導線長度應該減到最小，因為快速(0.7ns)ESD脈沖可能產(chǎn)生導致TVS保護能力下降的額外電壓。

另外，快速ESD脈沖可能在電路板上相鄰(平行)導線間產(chǎn)生感應電壓。如果上述情況發(fā)生，由于將不會得到保護，因為感應電壓路徑將成為另一條讓浪涌到達IC的路徑。因此，被保護的輸入線不應該被放置在其它單獨、未受保護的走線旁邊。推薦的ESD抑制器件PCB布局方案應該是：放置在被保護的IC之前，但盡量與連接器/觸點PCB側(cè)盡量近這； 放置在與信號線串聯(lián)任何電阻之前； 放置在包含保險絲在內(nèi)的過濾或調(diào)節(jié)器件之前； 放置在IC之前的其他可能有ESD的地方。

由于業(yè)界對在高頻電路中采用ESD抑制越來越感興趣，所以已對消費電子領域中的一些大型器件進行了研究。對比數(shù)據(jù)表明，盡管低成本的硅二極管(甚至變阻器)的觸發(fā)/箝位電壓非常低，但它們的高頻容量和漏電流無法滿足不斷增長的應用需求。

另一個重要要求是ESD抑制器對電路信號特性的影響最小。對聚合物ESD抑制器的測量表明，頻率高達6GHz時的衰減小于0.2dB，這樣它們對電路幾乎沒有影響。

另外，商業(yè)化產(chǎn)品要求在所有不同的硬件接口位置都要有ESD浪涌保護。例如，一些新型電腦和更高端的消費電子可能會如下這些互連器件的大部分或者全部：以太網(wǎng)、USB1.1/USB2.0、IEEE-1394/1394b、音頻/視頻/RF以及傳統(tǒng)的RS-232、RJ-11等端口等的audio/video/RF端口。所有傳統(tǒng)的保護器件都已經(jīng)不同程度地得以成功應用。但是，如今不斷增長的工作頻率為超低電容器件(如聚合物抑制器)提出了需求(圖2a)。

USB 2.0 協(xié)議具有00 Mbps的快速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速率。因此，當采用具有SurgX技術(shù)(圖 2b)的超低電容聚合物器件進行保護時，一個配備了USB 2.0功能的器件將具有最佳性能。這將比使用齊納二極管或多層變阻器時產(chǎn)生更少的數(shù)據(jù)失真。

另外，許多新型消費電子器件能執(zhí)行快速的IEEE-1394/1394b(Fireware)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換協(xié)議。這種非常高的數(shù)據(jù)速率(1600 Mbps，1394b)要求低電容ESD抑制器，例如聚合物浪涌器件(圖 2c)。測試數(shù)據(jù)表明，聚合物ESD抑制器帶來的信號失真比硅二極管器件保護Firewire端口產(chǎn)生的更少(圖 3)。

【推薦閱讀】

MEMS傳感器在先進移動的應用中扮演什么角色？

拆解 Misfit Shine 2及其電源管理技術(shù)

環(huán)境光檢測優(yōu)化便攜設備顯示屏設計方案

角度傳感器IC中的片載線性化功能

針對電子線路的電磁兼容性分析