保护敏感IC元件
保护敏感ic元件为了成本，集成度和性能等指标，采用高速串行数据接口，并且减小半导体制造布局是非常有必要的。但这种较小的器件更容易受到较低电压和电流所造成的静电损伤。另外，用于高速数据线上的低电容esd保护器件在电容减小的同时，动态电阻会变大，这会使它们保护系统敏感ic元件的能力变差。
对于传统的esd保护方案，强大的静电放电保护与良好的信号完整性是一对矛盾。有一些asic根本无法在保证信号完整性的同时，有效地进行esd保护。
数据表说明书
系统设计者通常用器件数据表上标注的esd等级来比较其esd保护能力。然而这些等级仅仅适用于单独的esd器件，而不代表它们所在的工作系统。
一个esd等级标注为8kv的设备，可能会使2kv或者更低的系统级测试失败。有时，一个标注为15kv的器件对系统提供的保护可能还不如一个8kv的器件。大多数系统设计者用来比较esd器件的主要参数根本无法显示实际的系统层次的性能。
系统ic常常会因为过电压、过电流或者同时受到两者的作用而受损。很多系统设计者都知道连续电压会使ic遭到损伤，却没有意识到大电流往往是esd损伤的真正原因。
图1 在传统的esd保护体系中，静电放电保护与信号的完整性是一对矛盾
esd保护器件可以将大部分电流引入地下，并且将作用于asic之上的电压限制在击穿电压之内。理论上，我们可以通过比较它们的钳位电压和剩余电流（未被esd器件分流的电流），来比较esd器件的性能。但是，实际情况却远不是如此。
钳位电压
在实际测试中，厂家所发布的钳位电压是在给器件施加一个上升时间为 8μs，持续20μs的脉冲的情况下确定的。
大多数产品数据表所示的钳位电压都是通过对器件施加1a脉冲确定的，有时也会采用电流强度更高的脉冲。这种脉冲可重复获得，并易于测量，因此被广泛采用。但不幸的是，这种脉冲并不等价于esd脉冲。esd脉冲只有1ns的上升时间，持续60ns。除此之外，iec 61000-4-2第4级电击中，峰值电流为30ａ的钳位电压和在1a脉冲作用下也有很大区别。
采用标准1a脉冲，大多数半导体esd保护二极管的钳位电压一般都会标注在8～15v之间。但在8kv的iec 61000－4－2标准测试中，这些二极管的峰值钳位电压则会达到50～100v，这是由二极管的其他特征，如动态电阻值所决定的。
有一些esd制造商还会提供esd脉冲波形图，但是这同样很容易让人误解。例如，制造商经常采用衰减器来保护测试仪器不受损伤。可是数据表中的波形图并没有将衰减器的影响包括在内，这会使标注的钳位电压存在5～10倍的误差。
虽然不能仅仅通过大多数数据表上提供的钳位电压来比较esd的性能，但是，通过仔细阅读分析它，我们却可以了解器件的相对性能。
其他因素
被保护asic的钳位电压基于几项因素，包括esd二极管的击穿电压，二极管的动态电阻以及流过二极管的电流量。虽然数据表上标注的钳位电压并不准确（通过对其施加8～20μs的脉冲电压来实现，与实际esd脉冲有很大区别），但是我们同样可以恰当地利用它们来比较器件的性能。
在简化模型中，钳位电压会随着电流线性增加，这个函数的斜率就是二极管的动态电阻。
大多数esd器件制造商都会提供1a钳位电压值，动态电阻值，或者两个不同电流强度时的钳位电压值。这样，我们很容易就能计算出器件的动态电阻。例如，一个器件在1a电流下的钳位电压为10v，而在5a电流下钳位电压为15v，那它的动态电阻就等于(15-10)/(5-1)=1.25ω
动态电阻值是确定实际钳位电压时最重要的因素。考虑两种器件，一个在1.0a电流强度下具有8v钳位电压的器件，一个在1.0a电流强度下具有10v钳位电压的器件，哪一个在esd冲击中的表现会更好？
8v的钳制也许看起来会更好，但这或许不是真的。假如ｂ器件（10v钳位电压）的动态电阻仅为1ω，而8v钳位电压器件的动态电阻达到了2ω，那么30a的电流下，ａ器件的钳位电压就为8＋29×2＝66v，而器件ｂ却为10 + 29×1 = 39 v。这样ｂ就成为更好的选择。
通过asic的电流大小也与保护电路的动态电阻有关。当电路的动态电阻增加时，被保护器件中的电流也会成比例增加，从而导致esd损伤的可能性增大。
设计者应该选择一种保护器件，使它分流尽可能多的电流，并使通过asic的剩余电流尽可能的减小。这个电流会随着系统的不同而不同，所以不能按数据表上的值照搬。不幸的是，很多情况下，esd保护器件制造商不会为用户提供直接的动态电阻值。不过这可以通过几组钳位电压值来估计。
通常，esd二极管的动态电阻在1～3ω之间，而变阻器和干扰抑制器之类的其他器件的动态电阻则有20～40ω。可见，esd二极管是静电放电保护的选择。
传统的esd保护措施
图１所示是发生击穿时，传统的、单级esd保护器件所起的作用。其中包括：（1）电压被钳制在一个较低的水平，以尽量减小asic两端的电压。（2）保护器件将电流旁路至地面，避开了asic元件。（3）esd电击结束后，保护器件将恢复到高阻状态。有些器件，比如聚合物，可能需要24小时才能恢复到初始状态，所以理解这个特性非常重要。
减小esd保护器件的动态电阻将会减小asic两端的钳位电压，并会减小漏电流。随着的asic元件越来越敏感，传统的esd保护方案已经无法为一些asic提供足够的保护。
新型解决方案
cmd的picoguard xp等方案的特点是一种创新的两级设计，将两级esd保护和电阻串联，放在同一个封装内，以减少到达asic的电流。它的工作原理如下：
● 系统从级开始钳制。级的漏电流通过串联电阻进入系统的第二级。
● 级漏电流中的大部分都被第二级从连接到asic的通路中分流，与单钳制保护架构相比，这样做显著减少了asic处的电流。通过这种二级钳制，同样也可以减小钳位电压。
在一个例子中，采用cm1231，asic的钳位电压从传统esd二极管的6kv以下增加到10kv以上。cm1231是采用picoguard xp构架的器件。
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一个esd等级标注为8kv的设备，可能会使2kv或者更低的系统级测试失败。有时，一个标注为15kv的器件对系统提供的保护可能还不如一个8kv的器件。大多数系统设计者用来比较esd器件的主要参数根本无法显示实际的系统层次的性能。
系统ic常常会因为过电压、过电流或者同时受到两者的作用而受损。很多系统设计者都知道连续电压会使ic遭到损伤，却没有意识到大电流往往是esd损伤的真正原因。
图1 在传统的esd保护体系中，静电放电保护与信号的完整性是一对矛盾
esd保护器件可以将大部分电流引入地下，并且将作用于asic之上的电压限制在击穿电压之内。理论上，我们可以通过比较它们的钳位电压和剩余电流（未被esd器件分流的电流），来比较esd器件的性能。但是，实际情况却远不是如此。
钳位电压
在实际测试中，厂家所发布的钳位电压是在给器件施加一个上升时间为 8μs，持续20μs的脉冲的情况下确定的。
大多数产品数据表所示的钳位电压都是通过对器件施加1a脉冲确定的，有时也会采用电流强度更高的脉冲。这种脉冲可重复获得，并易于测量，因此被广泛采用。但不幸的是，这种脉冲并不等价于esd脉冲。esd脉冲只有1ns的上升时间，持续60ns。除此之外，iec 61000-4-2第4级电击中，峰值电流为30ａ的钳位电压和在1a脉冲作用下也有很大区别。
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有一些esd制造商还会提供esd脉冲波形图，但是这同样很容易让人误解。例如，制造商经常采用衰减器来保护测试仪器不受损伤。可是数据表中的波形图并没有将衰减器的影响包括在内，这会使标注的钳位电压存在5～10倍的误差。
虽然不能仅仅通过大多数数据表上提供的钳位电压来比较esd的性能，但是，通过仔细阅读分析它，我们却可以了解器件的相对性能。
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在简化模型中，钳位电压会随着电流线性增加，这个函数的斜率就是二极管的动态电阻。
大多数esd器件制造商都会提供1a钳位电压值，动态电阻值，或者两个不同电流强度时的钳位电压值。这样，我们很容易就能计算出器件的动态电阻。例如，一个器件在1a电流下的钳位电压为10v，而在5a电流下钳位电压为15v，那它的动态电阻就等于(15-10)/(5-1)=1.25ω
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