中心議題：

• 電子產品的ESD保護要求
• ESD保護技術
• ESD和EMI解決方案

解決方案：

• 單端低通濾波器
• 共模濾波器

對於電子產品而言，保護電路是為了防止電路中的關鍵敏感型器件受到過流、過壓、過guo熱re等deng衝chong擊ji的de損sun害hai。保bao護hu電dian路lu的de優you劣lie對dui電dian子zi產chan品pin的de質zhi量liang和he壽shou命ming至zhi關guan重zhong要yao。隨sui著zhe消xiao費fei類lei電dian子zi產chan品pin需xu求qiu的de持chi續xu增zeng長chang，更geng要yao求qiu有you強qiang固gu的de靜jing電dian放fang電dian（ESD）保護，同時還要減少不必要的電磁幹擾（EMI）/射頻幹擾（RFI）噪(zao)聲(sheng)。此(ci)外(wai)

，消(xiao)費(fei)者(zhe)希(xi)望(wang)最(zui)新(xin)款(kuan)的(de)消(xiao)費(fei)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)可(ke)以(yi)用(yong)小(xiao)尺(chi)寸(cun)設(she)備(bei)滿(man)足(zu)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)的(de)下(xia)載(zai)和(he)帶(dai)寬(kuan)能(neng)力(li)。隨(sui)著(zhe)設(she)備(bei)的(de)越(yue)來(lai)越(yue)小(xiao)和(he)融(rong)入(ru)性(xing)能(neng)的(de)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)，ESD以及許多情況下的EMI/RFI抑製已無法涵蓋在驅動所需接口的新一代IC當中。

另外

，先進的係統級芯片（SoC）設計都是采用幾何尺寸很小的工藝製造的。為了優化功能和芯片尺寸，IC設計人員一直在不斷減少其設計的功能的最小尺寸。IC尺寸的縮小導致器件更容易受到ESD電壓的損害。

過去，設計人員隻要選擇符合IEC61000-4-2guifandeyigebaohuchanpinjiuzugoule。yinci，daduoshubaohuchanpindeshujubiaozhibaokuofuhepingjiyaoqiu。youyujichengdianlubiandeyuelaiyuemingan，jiaoxindeshejidouyoubaohuyuanjianlaimanzubiaozhunpingji，danESD衝擊仍會形成過高的電壓

，有可能損壞IC。因此，設計人員必須選擇一個或幾個保護產品，不僅要符合ESD脈衝要求，而且也可以將ESD衝擊鉗位到足夠低的電壓，以確保IC得到保護。

圖1：美國靜電放電協會（ESDA）的ESD保護要求

先進技術實現強大ESD保護

安森美半導體的ESD鉗位性能備受業界推崇
，鉗位性能可從幾種方法觀察和量化。使用幾個標準工具即可測量獨立ESD保護器件或集成器件的ESD鉗位能力
，包括ESD保護功能。第一個工具是ESD IEC61000-4-2 ESD脈衝響應截圖
，顯示的是隨時間推移的鉗位電壓響應，可以看出ESD事件中下遊器件的情形。

圖2：ESD鉗鉗位截圖

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除了ESD鉗位屏幕截圖，另一種方法是測量傳輸線路脈衝（TLP）來評估ESD鉗位性能。由於ESD事件是一個很短的瞬態脈衝
，TLP可以測量電流與電壓（I-V）數據，其中每個數據點都是從短方脈衝獲得的。TLP I-V曲線和參數可以用來比較不同TVS器件的屬性，也可用於預測電路的ESD鉗位性能。

圖3：典型TLP I-V曲線圖

安森美半導體提供的高速接口ESD保(bao)護(hu)保(bao)護(hu)器(qi)件(jian)陣(zhen)容(rong)有(you)兩(liang)種(zhong)類(lei)型(xing)。第(di)一(yi)類(lei)最(zui)容(rong)易(yi)實(shi)現(xian)，被(bei)稱(cheng)為(wei)傳(chuan)統(tong)設(she)計(ji)保(bao)護(hu)。在(zai)這(zhe)種(zhong)類(lei)型(xing)設(she)計(ji)中(zhong)，信(xin)號(hao)線(xian)在(zai)器(qi)件(jian)下(xia)運(yun)行(xing)。這(zhe)些(xie)器(qi)件(jian)通(tong)常(chang)是(shi)電(dian)容(rong)最(zui)低(di)的(de)產(chan)品(pin)。

另一類是采用PicoGuard® XS技術的產品。這種類型設計使用阻抗匹配（Impedance Matched）電路

，可保證100 Ω的阻抗，相當於電容為零。這類設計無需並聯電感，有助於最大限度地減少封裝引起的ESD電壓尖峰。

圖4：傳統方法與PicoGuard® XS設計方法的對比

安森美半導體的保護和濾波解決方案均基於傳統矽芯片工藝技術。相比之下
，其它類型的低成本無源解決方案使用的是陶瓷
、鐵氧體和多層壓敏電阻（MLV）組合的材料。這類器件通常ESD鉗qian位wei性xing能neng較jiao差cha。在zai某mou些xie情qing況kuang下xia，傳chuan遞di給gei下xia遊you器qi件jian的de能neng量liang可ke能neng比bi安an森sen美mei半ban導dao體ti解jie決jue方fang案an低di一yi個ge量liang級ji。一yi些xie采cai用yong舊jiu有you技ji術shu的de產chan品pin甚shen至zhi可ke能neng在zai小xiao量liangESD衝(chong)擊(ji)後(hou)出(chu)現(xian)劣(lie)化(hua)並(bing)變(bian)得(de)更(geng)糟(zao)。由(you)於(yu)其(qi)材(cai)料(liao)性(xing)質(zhi)，一(yi)些(xie)無(wu)源(yuan)器(qi)件(jian)往(wang)往(wang)表(biao)現(xian)出(chu)溫(wen)度(du)的(de)不(bu)一(yi)致(zhi)性(xing)，從(cong)而(er)降(jiang)低(di)了(le)終(zhong)端(duan)係(xi)統(tong)在(zai)標(biao)準(zhun)消(xiao)費(fei)溫(wen)度(du)和(he)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)範(fan)圍(wei)內(nei)運(yun)行(xing)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)。

必須兼顧其它特性

ESD和EMI解(jie)決(jue)方(fang)案(an)可(ke)防(fang)止(zhi)不(bu)要(yao)的(de)信(xin)號(hao)幹(gan)擾(rao)係(xi)統(tong)的(de)整(zheng)體(ti)性(xing)能(neng)。在(zai)係(xi)統(tong)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)期(qi)間(jian)
，保(bao)護(hu)器(qi)件(jian)還(hai)必(bi)須(xu)保(bao)持(chi)給(gei)定(ding)接(jie)口(kou)良(liang)好(hao)的(de)信(xin)號(hao)完(wan)整(zheng)性(xing)，換(huan)言(yan)之(zhi)它(ta)應(ying)該(gai)是(shi)完(wan)全(quan)“透明”的。安森美半導體的器件適用於運行和保護當今最常用的消費類電子係統接口。通常，使用S參數插入損耗曲線即可測量信號完整性的影響，濾波器解決方案還可以測量濾波器的響應情況，也可以用眼圖測量信號完整性（尤其是高速器件），以證明在無幹擾正常運行期間器件可實現的最大數據傳輸速率。

安森美半導體有兩個基本類型的EMI濾波器。第一類是用於並行接口的各種陣列配置的單端低通濾波器；分為傳統和通用電阻-電容（RC）版本，以及適用於高速度和功耗敏感接口的電感-電容（LC）版本。

圖5：單端低通濾波器特性

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根據規格，每個元件都有一個通帶範圍。這些器件的可截止高頻範圍從700 MHz至6 GHz。

第二類EMIlvboqishiyongyugaosuchuanxingjiekou，gongnengchaoguoledianxingditonglvboqi。zheleijiekoushijuyouguyouzaoshengyizhidechafenxinhaolujing，danbuhuiwanquanmianyilaiziwaibuyuandegongmozaosheng，huozuzhilaizifushedaoxitongqitabufendejiekouxinhao。

圖6：共模濾波器（CMF）特性

受保護的共模濾波器（pCMF）可ke以yi用yong來lai消xiao除chu不bu必bi要yao的de共gong模mo噪zao聲sheng
，也ye可ke以yi防fang止zhi輻fu射she的de有you害hai共gong模mo噪zao聲sheng信xin號hao從cong高gao速su接jie口kou進jin入ru係xi統tong的de其qi它ta部bu分fen。同tong時shi
，它ta還hai可ke以yi使shi高gao速su數shu據ju通tong道dao幾ji乎hu不bu受shou幹gan擾rao。

除了ESD衝擊保護，安森美半導體還提供防止由雷擊或功率交叉（power-cross）故障造成浪湧衝擊的解決方案。各種消費電子和電信/網絡設備中的通用接口都是符合10/100BASE-T和1000BASE-T以太網協議的RJ45接口，其浪湧額定值往往是室內標準。這些接口由四對差分數據線組成
，每根線可傳輸最高250 Mbps的數據速率。這類接口的保護需要確保橫向（金屬性）浪湧衝擊不致損壞敏感的下遊芯片（如物理層）。這是通過線至線（每對線）連接分流保護元件（shunt protection element）來轉移進入的浪湧能量實現的。

對於較低數據速率（10/100BASE-T）的應用，安森美半導體提供了一種稱為TSPD（晶閘管浪湧保護器件）的消弧（crowbar）器件組合
，以及用於類似ESD保護的鉗位器件。TSPD可提供低鉗位電壓的優勢

，並具有較高的浪湧電流能力。例如，這些器件可以滿足GR-1089 10/1000 μs標準的要求，因此適合初級端或次級端的保護
，也被稱為“線端”保護。TVS（瞬態抑製二極管）鉗位器件支持8/20 μs脈衝的浪湧級別，通常用於第三級（tertiary）或PHY側以捕獲並安全地消除任何殘餘浪湧脈衝。

典型電路保護應用示例

智能手機應用是一種比較典型的保護應用
，安森美半導體的解決方案包括數據濾波器、ESD保護二極管及陣列和電壓保護器件等。消費和便攜式應用的USB2.0保護包括高速對
、VCC和低電容ESD保護；而USB 3.0則有兩個超高速對和一個高速對
，以及VCC
、低電容ESD保護。eSATA接口有兩個高速對和低電容ESD保護。

圖7：智能手機框圖及需要保護的I/O接口（見右下側淺藍色背景區域）

針對4至12線的攝像頭和顯示器的並行接口，安森美半導體有低通LC濾波器+ ESD保護器件，以及3至5個高速串行通道的共模濾波器+ ESD保護。對於便攜式HDMI、消費類HDMI/顯示端口，可以采用四個高速對、多達6個額外接口線、低電容ESD+共模濾波器方案。

此外，安森美半導體的保護應用還包括音頻（音箱/耳機）
、SD接口、SIM卡
、鍵盤EMI抑製、以太網，以及T1/E1

、T3/E3和xDSL端口等
，可以滿足消費類電子產品對強大ESD保護及減少EMI/RFI噪聲的更高要求。