平衡電子設備靜電防護和信號完整性設計

　　大多數(shù)的二極管廠商提供電流與電壓的關系曲線圖。雖然這些曲線圖通常使用8/20 μs脈沖而非IEC 61000-4-2 準規(guī)定的脈沖，但是他們可用作電路阻抗的一般指標。對于8/20μs脈沖，電流和電壓關系曲線完全是線性的，而且直線的斜率就是動態(tài)電阻值（Rdyn）。典型的ESD二極管動態(tài)電阻值（Rdyn）的變化范圍從低于一個歐姆到三個歐姆。聚合體也有非常低的電阻。

　　另一方面，用于高速輸入／輸出端口的低電容抑制器具有很高的動態(tài)電阻，其變化范圍是20歐姆或者更高值，這導致了被保護的ASIC電流值相對較高。事實上抑制器和變阻器從“被保護”的ASIC分流了很少的電流。因此上大部份的電流實際上傳到了ASIC。顯然，這一個特性使得他們很少被選用作ESD防護。

　　確保ESD防護的可靠性在傳統(tǒng)的ESD防護技術中，雖然半導體二極管提供了最好的ESD保護，但它們不能夠保護當前采用的亞微米幾何尺寸制造的最新ASICs。通過采用傳統(tǒng)手段進一步的減少這些裝置的箝位電壓和動態(tài)電阻則意味著增加電容量－這在高速應用中是個無法接受的取舍。一種新的ESD防護基本方法是利用新型雙箝位結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)與電感、電阻一起集成了兩級低電容二極管連同電感和一個電阻器，通過這種方式能在保持信號完整性的同時，顯著地減少剩余電流、箝位電壓并提供有效地ESD保護，如下圖：

　　ESD防護電路圖

　　當ESD沖擊發(fā)生時，電路結(jié)構(gòu)中的第一級開始抑制，分流大部份的電流并減小電壓。剩余電流經(jīng)過一個電阻后，沖擊第二級電路，這將進一步減小電壓，最終使流到ASIC的電流最小。

　　這種電路結(jié)構(gòu)能為高速USB，高清多媒體和個人計算機設計提供ESD保護。通過片上匹配、減小偏差和EMI并改進由于集總電感引起的TDR（時域反射計效應），信號完整性得到改進。