為了能更加清晰透徹的掌握ESD保護電路的設計,今天就用實際的例子進行一遍電路的計算選型,假定C ESD = 330pF,V ESD = 8kV,我們的任務是計算需要安裝在IC引腳邊上的陶瓷電容器的容值值,并且IC的引腳只能承受 200V 的浪涌電壓,這意味著我們ESD保護電容需要確保出現在IC引腳上的電壓不能超過200V。
1.計算過程如下:
IC引腳上的最大電壓不能超過200V,我們考慮留有40%的余量,不能直接拿200V來計算,根據經驗,我們僅使用 200V 的 60%,也就是120V,這意味著靜電放電后電容上的電壓為120V,Vfinal=120V。
那么電容的容值可以用下面的公式進行計算:
C1=(Cesd*Vesd)/Vfinal-Cesd=(330pF*8kV)/120V-330pF=21.67nF;
那么最接近計算值的電容的標準值為22nF。我們再正向計算一下22nF的C1電容值將在IC引腳上產生電壓為:
Vfinal=(Cesd*Vesd)/(Cesd+C1)=(330pF*8kV)/(22nF+330pF)=118.23V;
因此,我們需要使用額定電壓為200V的22nF陶瓷電容器才能實現ESD防護的目的。
2.注意事項:
電容器作為ESD保護器件,成本低應用廣泛,需要注意的是對于不需要非常快速響應的電路應用是有效的,然而,由于電容存在著充放電,這會導致電路在正常工作時,信號會有一定的延時,對于需要非常快速響應的應用,如短路檢測、過壓檢測等,我們采用較大值的電容去做ESD防護可能就不適合了,因為這會給引腳信號引入明顯的延遲,這個時候可能就需要考慮成本更高的TVS了。
審核編輯:湯梓紅
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