為什么pin實(shí)驗(yàn)前后的RCL差值超出了10%？

談到ESD防護(hù)，應(yīng)用最廣泛的是ESD/TVS管，對于正負(fù)4KV的pin腳不上電ESD測試，也可以僅僅依靠nf級電容完成ESD防護(hù)。下面以一篇實(shí)際案例進(jìn)行說明。

實(shí)驗(yàn)要求：正負(fù)4KV對產(chǎn)品connector的Pin腳進(jìn)行ESD測試，connector中的地腳接地；

ESD實(shí)驗(yàn)前后RCL值不大于10%。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：發(fā)現(xiàn)有個(gè)別pin實(shí)驗(yàn)前后的RCL差值超出了10%。

現(xiàn)象分析：對比實(shí)驗(yàn)pass和實(shí)驗(yàn)fail的pin腳接口電路發(fā)現(xiàn)，能夠通過實(shí)驗(yàn)的都是接口有10nf電容（無ESD管/TVS管），未通過實(shí)驗(yàn)的都是接口未添加任何保護(hù)電路的（接口是三極管的基級輸入，查了三極管規(guī)格書，是可以通過HBM模式下的4KV的管腳ESD測試，但是實(shí)驗(yàn)還是失效了），于是給未通過該項(xiàng)測試的pin腳加入10nf對地電容，重新測試該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)通過。

問題分析：

根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)靜電放電的電流標(biāo)準(zhǔn)模型為：

電流具有小于1ns的上升沿，通過上升沿跟最大帶寬的計(jì)算公式0.35/tr，可得最大帶寬約為500MHz。

靜電產(chǎn)生的輻射場是由放電電流產(chǎn)生的輻射電磁場，根據(jù)人體-金屬模型，接觸放電時(shí)的波形和頻譜圖如下所示：

從頻譜圖可以看出頻率的峰值是40MHz左右。對比電容諧振特性曲線圖：

發(fā)現(xiàn)10nf電容對應(yīng)的諧振點(diǎn)最為接近40MHz，所以最終選擇10nf的電容。

查閱相關(guān)資料，因?yàn)殡娙莸哪蛪褐迪拗疲琎=CU，在放電等級很高的情況下，是可能導(dǎo)致電容放電失效的，網(wǎng)上的說法是不能高于4KV（HBM模型）。

思考總結(jié)：

1.接口的保護(hù)電路，對于ESD放電等級要求不高的情況下，可以考慮僅僅使用電容保護(hù)，優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜；

2.對于高速信號的接口電路，10nf的電容可能就不一定適用了；

3.對于芯片datasheet中的ESD放電等級一定要通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。
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