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维安可控硅结构 TVS首次亮相!应用高速信号端口防静电防护最佳方案到达

admin 2020-09-30 07:57:35推荐 68℃

与收集微网新闻电子设备随着智能技术的发展,人们越来越依赖智能设备。但是,在日常生活中无处不在静电电子设备进行各种测试,如何有效管理ESD防护已经改变电子设备制造商面临的重大问题。

普通ESD事件包括秋冬季节要碰门把手静电声音刺痛手指;我在北方冬天脱下外套时摔坏了静电声音;当从远处拉出较长的网络电缆时,会出现短弧。

遭受ESD攻击后,人们会感到疼痛,但不会发生“缺陷”,这是由于人体对地球的抵抗力。足够更大静电电压无法形成更大的电流损坏原因。静电进入电子设备并非全部提供足够电阻大,防止损坏,元器件内部栅极氧化物薄弱或反向偏置PN成为连接点静电泄放办法,静电电压这些组成部分击穿和大的安排电流克服弱点器件损坏,原因电子设备整个功能失败。设备上的USB2.0,HDMI1.4,USB3.x,HDMI2.0等高速数据端口,防静电事件特别敏感,ESD防护设计困难吧端口空间使用TVS器件设计筹集得太高要求

首先,要改善用户体验,端口传输速率不断提高以普及应用USB3.1高速数据端口例如,USB3.1 Gen1在超高速模式下工作传输速率最高5 Gbps,USB3.1 Gen2传输速率高达10Gbps。超高数据传输速率要求端口负载太小端口空间使用TVS应该超低电容值。

第二,最小化要求和芯片设计技术,制造工艺技术,知识产权设计技术进步芯片集成水平不断提高,而且还有更多设计CPU,通讯协议芯片芯片通过SoC设计技术已经融合为一体芯片之间使用工艺制程像最初的USB3.0协议这样的节点正在变得越来越小芯片和FI芯片工艺制程节点65纳米,现在减少到28纳米工艺制程,部分SoC产品使用10nm〜14nm工艺制程ESD对脸的影响需要TVS保护芯片使用就像一个CPU工艺制程,添加了ESD防护设计困难。工艺制程相关准备工艺栅氧化层偏置PN结面积越小,ESD电阻越小能力削弱,要求TVS需要提供足够钳位电压来吧保护片上系统芯片

同样,更多相同应用出现多个SoC芯片供应商方案芯片在腰部中间设计技术与工艺技术上有些差异,这导致芯片端口防静电能力是不同的。保护不同的整机方案也许满足应用ESD指示器,简单需要TVS器件可以掩盖耐心能力片上系统芯片防静电防护,因此,TVS需要提供足够钳位电压

应用高速信号端口防静电防护最佳方案

可控硅结构确保TVS流量能力, 减少电容和更少钳位电压优秀方案

图1 SCR结构TVS个人资料结构玩具图案

如图1所示,SCR结构P型掺杂,nwell,psub和pwell,n型掺杂构成PNPN有四层结构,由两个寄生虫组成三极管按PP类型掺杂,Nwell,psub和pwell构成PNP三极管nwell,psub和pwell,n型掺杂构成NPN三极管可控硅结构阳极端口接收保护信号端口电压抵达时,Nwell和Pwell构成J2被子击穿,流经R1电流增加到P +和Nwell结正部分或流经R2电流Pwell上升到N +结正偏置和ESD事件持续时间可能是SCR结构提供适合电流SCR结构进入锁存器状态

可控硅结构进入锁存器状态PNP之后三极管和NPN三极管成功地进入扩大状态,Nwell和psub&pwell构成J2生击穿整个SCR不再扮演主要角色结构电压有抑郁症器件进入负阻状态提供钳位电压1V,负阻特性这也称为“快照”。

图2器件进入锁存器状态退出锁存器状态特性曲线

按输入增加,如图2所示电流能够测试获取SCR结构TVS进入锁存器状态导通电压(VBO)和导通电流(IBO)低电流能够测试得到退出锁存器状态保养电压(VHOLD)和管理电流(IHOLD),可能是TVS提供低至1V 3V钳位电压

信号端口保护片上系统芯片要求ESD中的TVS事件时间提供安全钳位电压,边境条件:

(1)TVS钳位电压小于片上系统芯片端口公差极限电压;

(2)钳位电压越少越好。

在闩锁中状态何时,SCR结构准备好TVS端口水平钳位在“ VHOLD + Rd * I”中电压SCR结构强大泄放能力应许保护片上系统芯片提供是有效的钳位电压,整机测试高ESD防护年级。好,在ESD中事件完成后,SCR结构TVS可以确认吗退出闩锁,回到更高的级别阻低漏流状态什么?

可控硅结构退出锁存器状态条件,需要满足以下两个条件之一:

(1)信号端口对于闩锁结构提供电压小于管理电压;

(2)信号端口对于闩锁结构提供电流小于管理电流

非常快信号端口由于以下两个因素特性,可以确认SCR结构TVS可以顺利完成退出闩锁,回到更高的级别阻低漏流状态一方面,高速信号端口电流电压所有项目 ”能力受限”,您可以同时选择VHOLD和IHOLD信号端口输出量能力绝对安全的SCR结构TVS以确保流畅的攻丝退出;另一方面,ESD事件当系统检测到数据传输被阻止时,将给出返回数据包指示或重启开始指示以进行更改信号端口这样的水平端口提供电压పోవు满足可控硅结构“闩锁需求”,退出锁存器状态

系列产品+定制开发,增强客户能力

整机防静电设计测试年级要求一般及更多测试非接触式空气放电2 kV,4 kV,6 kV,逐渐增加空气放电8kV进一步降低售后维修率,还有什么,要求每台机器端口测试接触模式8 kV,ESD能量直接进入端口内部,TVS器件需要显示实力泄放能力足够钳位电压

图3 WAYON SCR结构TVS产品带NPN结构TVS产品TLP曲线比较

威龙SCR结构TVS和“浅快照”特性钳位电压NPN结构TVS产品相比测试,谁的TLP测试曲线比较如图3所示。电容在相同情况下,TLP电流在4A,10A,16A,SCR结构TVS钳位电压దురముగా小于NPN结构TVS产品钳位电压

客户反馈信息,使用NPN结构TVS产品ESD原型测试K可以达到4kV(空气放电),以及使用Wayan SCR结构TVS产品样品可以超过8kV(空气放电防静电测试

经过几轮反复的仿真分析和流片处理,WAYON控制了SCR。结构TVS每个关键参数的布局方案工艺方案,用于Cj,IHOLD,VBO等关键参数。提供系列产品对于整机设计可以由老师选择,也可以根据需要进行定制。

系列产品经过多轮电影验证后,参数保持不变。

注意:*请记住产品开发中

可控硅结构工艺该平台高度敏感,需要通过调整来实现工艺,高开电压可控硅满足如附近现场通讯端口(近场通信,NFC),射频信号端口(射频,RF)等12V / 15V / 18V / 24V工作电压端口应用需求。

电源需要注意端口能够提供可控硅结构保持闩锁在状态需要条件,经ESD&EOS批准事件进入闩锁后,无法退出闩锁,所以可控硅结构TVS不推荐应用电源供应端口ESD和EOS防护

威昂(维安)成立于1996年,专注于深耕线路保护器件在能源半导体领域,WAYON始终坚持``以客户为导向,以技术为导向,勤奋工作''的核心价值观,并致力于通过技术创新来引领市场并成为全球电路。保护器件以及功率半导体的领先品牌。

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