雙極性集成電路的ESD保護(hù)

摘要： 描述了IC的ESD保護(hù)方案。

關(guān)鍵詞： ESD保護(hù)；雙極集成電路

概述

集成電路需要抗靜電保護(hù)電路，一些保護(hù)電路是內(nèi)置的，一些保護(hù)措施則來自具體的應(yīng)用電路。為了正確保護(hù)IC，需要考慮以下內(nèi)容：


*對(duì)IC造成ESD的傳遞模式
*IC內(nèi)部的ESD保護(hù)電路
*應(yīng)用電路與IC內(nèi)部ESD保護(hù)的相互配合
*修改應(yīng)用電路提高IC的ESD保護(hù)能力

IC內(nèi)部的ESD保護(hù)可以阻止傳遞到芯片內(nèi)部敏感電路的較高能量，內(nèi)部鉗位二極管用于保護(hù)IC免受過壓沖擊。應(yīng)用電路的外部去耦電容可將ESD電壓限制在安全水平。然而，小容量的去耦電容可能影響IC的保護(hù)電路。如果使用小去耦電容，通常需要外部ESD電壓鉗位二極管。
　　
ESD傳遞模式

ESD電平用電壓描述，這個(gè)電壓源于與IC相連的電容上的儲(chǔ)存電荷。一般不會(huì)考慮有上千伏的電壓作用于IC。為了評(píng)估傳遞給IC的能量，需要一個(gè)模擬放電模型的測試裝置。

ESD測試中一般使用兩種充電模式(圖1)，人體模式(HBM)下將電荷儲(chǔ)存在人體模型(100pF等效電容)中，通過人體皮膚放電(1.5kW等效電阻)。機(jī)器模式(MM)下將電荷儲(chǔ)存在金屬物體，機(jī)器模式中的放電只受內(nèi)部連接電感的限制。

圖1  ESD測試模型

以下概念對(duì)于評(píng)估集成電路內(nèi)部的ESD傳遞非常有用：

1. 對(duì)于高于標(biāo)稱電源的電壓來說，IC阻抗較低。
IESD=VESD/Z   ZHBM=1.5kW
2. 在機(jī)器模式下，電流受特征阻抗(約50W)的限制。
ZMM=V/I=肔/C0
低阻能量損耗：
E=1/2 C0