ESD 损伤类型及特点
静电损伤分为突发失效和潜在失效两种类型。突发失效是指元器件受到静电放电损伤后,突然完全或部分丧失其规定的功能。具体表现有:PN 结区被击穿、严重漏电;集成电路的金属化条或键合引线的熔断;电容器介质击穿短路;CMOS 电路和 MOS 功率管因静电触发“闩锁”烧毁等。
而潜在失效指静电放电能量较低,或放电回路有限流电阻,仅造成轻微损伤,器件电参数可能仍然合格或略有变化。主要表现为:栅氧化层损伤、栅氧化物愈合或短路、保护电路受损、电荷陷阱、PN 结衰减等。潜在失效同样对器件产生不利影响:a)使用可靠性下降,缩短预期寿命;b)电参数逐渐恶化、抗过电应力能力下降。
ESD防护器件
比较常见的有陶瓷电容、齐纳二极管、聚合物抑制器、MLV(Multi-LayerVaristor,多层变阻器)和TVS(TransientVoltageSuppresser瞬态电压抑制器)。
瞬态抑制二极管(TVS)
TVS通常并联于被保护电路,当瞬态电压超过电路的正常工作电压时,二极管发生雪崩,为瞬态电流提供通路,使内部电路免遭超额电压的击穿或超额电流的过热烧毁。当瞬时脉冲结束以后,TVS二极管自动回复高阻状态,整个回路进入正常电压。由于TVS二极管的结面积较大,使得它具有泄放瞬态大电流的优点,具有理想的保护作用。