這三個參數,ESD電容選型時一定要注意!

2021-02-23 達爾聞說

ESD （靜電放電）是指靜電電荷的快速轉移。當一個帶有正電荷的物體與另一個帶有負電荷的物體相接觸時，它們就要平衡其電子。電子從一個物體衝向另一個物體的過程就是ESD。

 

ESD可被視為電子電路及其元件的死敵。電荷向電子元件的轉移時很容易對元件造成損壞，從而使它們失去作用。可惜的是，大多數情況下當你發現時為時已晚。

 

這時就輪到ESD保護電容出馬了。將ESD電容放入電路中，可吸收電路可能接觸的有害ESD。有關ESD電容的相關知識，我們推薦一個精彩帖子——什麼是ESD電容？ 

 

該帖重點討論了如何選擇ESD保護電容。雖然還有許多方法可以保護電路免受ESD的影響，但是電容是一種性價比較高的解決方案。

 

選擇ESD保護電容時，應關注3個主要參數：

DUT效應是指在ESD試驗電路中，電容兩端的有效合成電壓。該電路如圖1所示。

圖 1：ESD試驗電路

 

Vx= 合成電壓
Cx=DUT （被測電容）
Co= 充電電容
Vo= 源電壓

該方程式表明了Vx和Cx之間的關係。如果使Vo和Co保持恆定，則Vx和Cx成反比。這表示，選擇的Cx值越高，Vx越小。

 

以2000pF電容（Cx）的6kV（V0）ESD要求為例。同時還假定我們採用的是使用Co=150pF的AEC-Q200試驗方法。DUT效應關係表明，施加6kV電壓時，Cx僅顯示418.6V（Vx）。以下為數學計算步驟。

Vx=（Co/Co+Cx）Vo

Vx=（150pF/150pf+2000pF）x6kV

Vx=（0.00000000015/0.00000000015+0.000000002）x6000伏

Vx=（0.00000000015/0.00000000215）x6000伏

Vx=（0.0697674418604651）x6000伏

Vx=418.6伏

擊穿電壓是一種用於量化電容的電壓等級強度的方法。你可以採用以下方法來確定電容能夠處理的最大持續電壓：以不斷增大的速率將直流電壓加到電容，直到部件故障。因此，我們應該選擇擊穿電壓大於Vx的電容。

在給陶瓷電容印加直流電壓時，有效電容量和標稱電容量可能會有所不同。直流偏壓採用相針對標稱值的電容量變化百分比表示。下面是計算直流偏壓的方程式。

介質材料在直流偏壓中起著重要作用。不同的電容類別也有一定的影響。對於I類電容，其變化相對較小，而對於II類電容，其電容量會先略微增加，然後在接近額定電容量後穩定下降。通常對於II類電容而言，直流偏壓介於-10%到-70%之間。隨著施加電壓增加，有效電容量下降。

 

單獨的ESD試驗額定值並不是選擇電容值的最佳方法。如果同時關注DUT、擊穿電壓和直流偏壓影響，則可以防止保護電路的過度設計和設計不足的情況。

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