尖端防护新标准:Snap-Back ESD二极管——为电子设备构筑坚固防线

在日常生产和使用的每一个环节,电子设备都时常面临着静电放电的潜在威胁。作为一种先进的防护解决方案,Snap-Back ESD保护二极管正以其卓越的性能,成为高速数据接口、汽车电子、移动设备等领域的首选保护方案。

什么是Snap-Back技术?

Snap-Back(回弹/回扫)技术带来高效的ESD保护机制。当电压超过特定触发电压时,器件会迅速进入导通状态,将瞬态大电流泄放到地,从而保护后端精密器件或电路。传统的ESD保护器件其电压随着IPP(峰值脉冲电流)的增加而等比例增加,呈现出一个较为线性的增长趋势。而Snap-Back器件在触发后具有负阻特性,即电流增大时电压反而降低。这种特性使其能够在相同IPP下维持相较传统ESD管更低钳位电压的同时,还能泄放更大的电流,提供更优异的保护效果。

回扫ESDV-I

闩锁效应

正常情况下,当流过器件的电流下降到 维持电流 ISB 以下时,器件会自动关断,恢复到高阻态。但如果此时电路系统的电源电压高于维持电压,并且器件的通态电流大于维持电流,则会发生闩锁,此时即使外部ESD事件已经消失,但是器件仍无法关断,一直维持在低阻抗、大电流的导通状态,后端被保护器件电压跌落,可能导致整个电路系统无法正常工作,且ESD保护器件本身由于长时间承受高电流会可能会永久损坏。因此选型时尽量选用维持电压高于系统的正常工作电压的ESD保护器件,或者在对闩锁效应特别敏感的区域避免使用强Snap-Back特性的器件,从而避免闩锁。

Snap-Back器件芯片结构-SCR

什么是SCR结构?

随着电路对寄生效应的愈加敏感,传统GGNMOS的劣势也愈加明显。SCRSilicon-Controlled Rectifier)作为新兴的ESD防护器件开始崭露头角。SCR结构利用寄生二极管与中间的N-WellP-Substrate共同构成了PNPN四层结构,形成了一个寄生的可控硅整流器。当ESD电压超过其触发点时,内部的正反馈回路(寄生NPNPNP晶体管同时导通)会被激活,使器件迅速进入低阻导通状态,泄放ESD电流。我司低容值双向SCR结构ESD管芯片结构及其等效电路如下图所示,相较于传统的PNESD管有着更低的钳位电压及更低的结电容。

SCR低容双向ESD芯片结构

SCR低容双向ESD等效电路

银河微Snap-Back ESD管推荐

为满足手机、电脑等消费电子设备对端口防护性能的持续提升需求,银河微电基于多年在高性能电路保护领域的深厚技术积淀,正式推出采用SCR工艺回扫特性的新一代ESD防护器件

1、  3.3VIPP浅回扫ESD器件ESDSSB3V3BLP3

ESDSSB3V3BLP3为单路双向保护器件,采用先进的单片硅技术,具有4.3V低触发电压和8V低钳位电压,且有着快速的相应时间和超低动态电阻,使其成为保护电压敏感数据和电源线路的理想解决方案。产品采用超小型0.6×0.3mm无铅0201封装,兼具小尺寸与高ESD浪涌防护能力,是保护手机、数码相机、音频播放器及众多便携式设备的理想选择。

ESDSSB3V3BLP3参数表

ESDSSB3V3BLP3电路图及封装图(DFN0603-2L)

2、  3.3V超低结电容浅回扫ESD器件ESDSSB3V3X3BL

ESDSSB3V3X3BL3.3V单路双向保护器件,具有0.2pF的超低结电容和8V的低钳位电压,以及优异的动态电阻(0.25Ω),能够为高速数据接口提供无失真保护。适用于手机、平板电脑、笔记本电脑等便携设备的USB 3.0HDMIDisplayPort等高速端口提供防护,确保信号完整性并提升系统可靠性。

ESDSSB3V3X3BL参数表

ESDSSB3V3X3BL电路图及封装图(DFN1006-2)

35V四通道低容ESD阵列器件ESDSSB5V0X1BG4

基于其四通道集成设计与卓越的电气特性,该ESD保护阵列为现代便携设备的紧凑型多接口设计提供了高效解决方案。器件采用DFN2510-10小型化封装,在单颗芯片内集成四个独立保护通道,显著提升PCB空间利用率。0.3pF的结电容以及低钳位特性能够为USB 3.0HDMI 2.0Type-C等多组高速数据接口提供同步保护,适用于一些手机、平板电脑、等空间受限的便携电子产品。

ESDSSB5V0X1BG4参数表

ESDSSB5V0X1BG4电路图及封装图(DFN2510-10L)

424V超低容浅回扫器件TESDSSB24VX5BL

基于其24V工作电压与0.1pF以下的超低结电容特性,可轻松应对车辆电源系统的电压波动,且几乎不会对高频信号造成损耗,保证了信号完整性,适用于车载天线及物联网设备的天线接口,也可以为车载以太网、Camera Link等高速总线提供更好防护。

TESDSSB24VX5BL电路图及封装图(DFN1006-2)

这些系列产品具备小封装体积、低钳位电压与低结电容等综合优势,相较于传统ESD器件可在USB等高速接口中提供更可靠的瞬态过压防护,其结构设计在确保优异的ESD耐受性的同时,亦可有效避免对信号完整性的影响,助力终端设备进一步强化接口可靠性,提升整体用户体验。