对于模拟电路怎么进行 ESD 保护

静电可能是导致模拟和数字电路无法使用的因素之一。当不同的材料相互摩擦导致电荷在物体表面积聚时，通常会发生静电。当它向物体放电时，这称为静电放电 (ESD)。

静电放电(ESD: Electrostatic Discharge)，应该是造成所有电子元器件或集成电路系统造成过度电应力(EOS: Electrical Over Stress)破坏的主要元凶。 因为静电通常瞬间电压非常高(>几千伏)，所以这种损伤是毁灭性和永久性的，会造成电路直接烧毁。 所以预防静电损伤是所有IC设计和制造的头号难题。

静电，通常全都是人为产生的，如生产、组装、测试、存放、过程中都有可能使得静电累积在人体、搬运、仪器或设备中，甚至元器件本身也会累积静电，当人们在不知情的情况下使这些带电的物体接触就会形成放电路径，瞬间使得电子元件或系统遭到静电放电的损坏 (这就是为什么以前修电脑都必须要配戴静电环托在工作桌上，防止人体的静电损伤芯片) ，如同云层中储存的电荷瞬间击穿云层产生剧烈的闪电，会把大地劈开一样，而且通常全都是在雨天来临之际，因为空气湿度大易形成导电。

ESD 可高达 25KV，存储电荷量少，源阻抗高。有许多不同的方法可以对设备进行 ESD 鉴定。有些包括在消费品上常见的无处不在的 CE 标志。其他标准适用于汽车、飞机、医疗、工业和其他类型的设备。

ESD 防护取决于预期的 ESD 暴露水平以及市场和行业限制。装置和方法包括：

火花间隙：在这种方法中，自由空气、 PC 板走线、连接器触点、气体放电管 (GDT) 中的两个或三个电极或其他导体中的 两个电极之间存在间隙。这种空气或 GDT 间隙允许大部分 ESD 放电跳到地。“接地”可能是指与大地的实际电流连接连接，或简单地指电路公共端。PC 板缺口在低成本消费品中很常见。GDT在电信、计算机和工业设备中更为常见。GDT 充满惰性气体，因此它们将具有非常可预测的击穿电压。

正如关于 PC 板方法的猜测一样，布局技术通常对于在器件中获得良好的 ESD 性能非常关键。此外，通常最好在电路板边缘周围放置一个周边走线，并用非腐蚀性金属接地，以尽量减少车间处理带来的问题。

串联电阻： 在这种方法中，将串联电阻添加到 I/O 线以阻止 ESD 放电。结果是电压下降和电流减少。这通常与电源轨和接地的肖特基二极管钳位相结合。有时钳位二极管位于被保护设备的内部。

MOV： 金属氧化物压敏电阻(MOV) 是另一种低成本的 ESD 和浪涌保护方法。这些器件是电压可变电阻器，当电压增加超过某个点时，电阻会急剧下降。从功能上讲，它们的作用类似于齐纳二极管，但有几点需要注意：它们是双极的;它们具有非常宽松的电压容差;它们会因暴露在过压条件下而磨损。当它们最终磨损时，它们无法打开。它们还可以为信号线增加显着的电容负载。但它们的成本很低。

TVS/TVS 阵列： 瞬态电压抑制器(TVS) 是另一种常用的 ESD 保护方法。这些器件在功能上是齐纳二极管，但具有更大的 PN 结面积。因此，它们可以承受显着的反向电流，而只有轻微的退化。在过应力的情况下，这些将失效短路。TVS 有多种尺寸和样式，从用于手机 I/O 保护的微型 BGA 阵列到用于电源输入和电源输入保护的大型设备。

良好的去耦： 这可以防止 ESD “使电源轨振铃”并导致模拟或数字控制电路故障。此类故障可能表现为偶发且不可预测的重置或数字电路切换。

屏蔽： 敏感电路周围的屏蔽会有所帮助。可能受益于屏蔽的电路包括高增益、宽带宽放大器级、电压基准和数据转换器的输入。ADC 的模拟输入当然是敏感的，但 DAC 和多路复用器(多路复用器)的时钟和数据线也会受到影响。如果我们可以控制设置时间，则可以防止 ESD 毛刺造成混淆 DAC 和将多路复用器切换到错误通道等事情。

良好的电源和接地层： 这些可以将 ESD 分流到去耦网络中，并防止电路损坏或干扰。

我们见过哪些与 ESD 相关的现象?我们的设计是否相当稳健，或者我们是否发现自己在资格方面有一些头疼的问题?我们对敏感模拟电路使用的任何其他方法?