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静电 电容是如何选取的？

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luochangqing112|  楼主 | 2015-5-31 15:39 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
电容, ESD, sd, AC, 端口
静电电容值的选取？
对芯片端口的静电防护，想增加电容来吸收。查了些资料是这么算的，不知道对不对？望有经验的前辈指点下。
以下为查到的静电模型，330P和150P分别为人体在不同环境下的等效电容，R0 2K为人手的电阻值。

根据电荷转移，Cf=Co*ESD/Vf     若ESD=8KV，Vf=5V。则Cf=330P*8K/5=528nf.
选取Cf为耐压50V，容量为1uf的普通贴片陶瓷电容能满足吗？还是说要选取更高的几KV的耐压值，小容量的电容。

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沙发
maychang| | 2015-5-31 18:12 | 只看该作者
2000欧1微法，时间常数为2毫秒。你的芯片是否能够接受这个速度？

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板凳
chunyang| | 2015-5-31 18:44 | 只看该作者
用电容进行ESD防护只能用数十pf到数百pf的小电容，这里关注的不是容量而是串联等效电感参数，静电放电极快，对应着很高的频率。耐压问题不用考虑，因为静电源内阻极高，能量很小，放电时电压跌落极快。

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地板
luochangqing112|  楼主 | 2015-5-31 19:28 | 只看该作者
maychang 发表于 2015-5-31 18:12
2000欧1微法，时间常数为2毫秒。你的芯片是否能够接受这个速度？

不好意思，不是太理解芯片能否接受这个速度，是电容太大了，2ms长，静电放电时间的太长，对芯片影响大吗？我晶振是8M的，一个指令周期0.5us。

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5楼
maychang| | 2015-5-31 20:41 | 只看该作者
luochangqing112 发表于 2015-5-31 19:28
不好意思，不是太理解芯片能否接受这个速度，是电容太大了，2ms长，静电放电时间的太长，对芯片影响大吗 ...

假定有个外部中断，事件发生后过了2ms中断才响应，能否接受？
如果是SPI接口，2ms的上升沿再加2ms的下降沿，脉冲宽度大于4ms，显然不能工作。别说SPI，串口的波特率你算算最大能够到多少？

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6楼
luochangqing112|  楼主 | 2015-5-31 21:59 | 只看该作者
maychang 发表于 2015-5-31 20:41
假定有个外部中断，事件发生后过了2ms中断才响应，能否接受？
如果是SPI接口，2ms的上升沿再加2ms的下降 ...

谢谢maychang老师，有点明白了，就是在静电放电的这段时间，这个干扰，会影响芯片去处理各项任务，如果这个端口是中断或者串口类的，时间长会严重影响它们的功能，甚至失效，所以这个静电的放电时间让它尽量短点，就像chungyang说的，容量一般选十pf到数百pf的小电容，这样时间常数也就几百个ns了。

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7楼
chunyang| | 2015-5-31 22:07 | 只看该作者
luochangqing112 发表于 2015-5-31 21:59
谢谢maychang老师，有点明白了，就是在静电放电的这段时间，这个干扰，会影响芯片去处理各项任务，如果这 ...

理解的不对。从理论上讲，电容越大越好，大电容并不会因时间常数的增加而使静电放电时间延长。现实中之所以不用大电容是因为电容制造工艺问题，容量越大的电容其ESL值也越大，反而不利于静电电荷的快速释放。
通常，ESD防护采用小电容配合钳位二极管一起实现，有时还串入磁珠。此类ESD防护法应用极广泛，很多电子产品中都会采用这样的设计。

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8楼
dan.lin| | 2015-6-1 09:02 | 只看该作者
通常加个102/0402。效果不错。

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9楼
luochangqing112|  楼主 | 2015-6-1 15:39 | 只看该作者
chunyang 发表于 2015-5-31 22:07
理解的不对。从理论上讲，电容越大越好，大电容并不会因时间常数的增加而使静电放电时间延长。现实中之所 ...

非常感谢，明白了，钳位二极管已经有了稳压管，还有没有必要在前面加TVS？

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10楼
luochangqing112|  楼主 | 2015-6-1 15:39 | 只看该作者
dan.lin 发表于 2015-6-1 09:02
通常加个102/0402。效果不错。

谢谢，准备用个102,0805的看看效果。

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11楼
chunyang| | 2015-6-2 00:00 | 只看该作者
luochangqing112 发表于 2015-6-1 15:39
非常感谢，明白了，钳位二极管已经有了稳压管，还有没有必要在前面加TVS？ ...

就人体ESD而言，无需TVS，稳压管则是没有意义的。

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12楼
tom_xu| | 2015-8-12 14:29 | 只看该作者
dan.lin 发表于 2015-6-1 09:02
通常加个102/0402。效果不错。

0402的耐压能做到多少 ？

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13楼
dan.lin| | 2015-8-18 09:16 | 只看该作者
tom_xu 发表于 2015-8-12 14:29
0402的耐压能做到多少 ？

无特殊制定，0402，102一般到50V。

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14楼
zzyfidy| | 2015-8-24 15:01 | 只看该作者
最近一两年的产品设计中该类电容都用高压电容，1KV的。价格几乎没有什么差别。我也一直认为不需要高耐压的，应该电压是瞬间的。

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