安森美上海成立电路保护实验室，ESD9L实现最佳钳位性能

随着器件特征尺寸的减小，集成电路内氧化物的击穿电压也在逐步下降，因此IC器件对静电放电(ESD)电压变得非常敏感。为了防止IC器件受到ESD损坏，需要保护器件能够在ESD进入电路板之前有效的抑制ESD事件的发生。ESD保护器件必须要将极高的ESD电压钳位降至更低的水平，并确保不会超过氧化物击穿电压，才能保护电路其他部分不被损坏。随着器件功能的增多，ESD有了更多的进入点，因此，电路保护中对ESD器件的需求量也越来越大。以高端手机为例，就需要10~20个左右ESD保护器件，扬声器、扩音器、智能键、音量键等等都是静电可能进入的地方。 为了应对ESD给芯片可能带来的潜在损伤，通常的做法是在敏感的CMOS芯片附近增加外围的ESD保护元件，如在电子系统的连接器或端口处放置ESD保护元件，使得电流流经保护元件，并且不流经敏感元件，以维持敏感元件的低电压，使其免受ESD应力影响，有效控制ESD事件的发生。 目前市场上有三种ESD保护解决方案，TVS(瞬态电压抑制器)二极管，压敏电阻以及聚合物ESD器件。由于压敏电阻、聚合物的钳位电压随着器件尺寸的减小会越来越高，因此业界更倾向于采用TVS解决方案，安森美半导体亚太区标准产品部市场营销副总裁麦满权表示，相比较而言，TVS器件可以实现极低的钳位电压，且在多重应力条件下仍能维持优异的抗静电性能，是一种更为理想的ESD保护元件。 安森美的ESD保护器件经历了三代，ESD9X、ESD9C以及ESD9L。ESD9X具有极佳的ESD钳位性能，电容值达65pF，适用于对电容要求不高的高性能应用，如手机、键盘等。ESD9C的静电钳位不如9X好，但电容值较小，因此钳位性能稍逊于9C。新推出的ESD9L则采用了突破性的工艺技术，将2个超低电容PIN二极管和大功率TVS二极管集成在单个裸片上。受到正向静电电压、负向静电电压冲击时，可以分别走不同的通路，实现最佳的钳位性能。而客户在使用时，仍然只须将其用作单个器件。安森美ESD保护市场营销工程师Lon Robinson指出：“以目前的技术发展来看，不太可能实现既具有低的电容，又有高的钳位电压的ESD保护器件。但安森美通过在单一芯片中集成3个二极管，具有高的钳位电压以及非常低的电容，实现了与单一二极管性能完全一样的电路保护功能”。并且，“与水平最接近的竞争对手的硅ESD保护器件相比，ESD9L能在更短的时间内将ESD电压钳位至更低的水平。同时，ESD9L在高速数据应用不仅能够很好地提供ESD保护，还能保持高速数据信号的数据完整性。”他说道。 据介绍，ESD9L既保留了传统硅TVS二极管技术的卓越钳位和低泄漏性能，又将电容从50pF大幅降低至0.5pF。并且ESD9L可以将输入的15kV ESD波形在数以纳秒(ns)内迅速钳位至不到7V。而0.5pF的总电容使ESD9L更适用于USB2.0高速(480Mbps)和高清多媒体接口(HDMI)(1.65Gbps)等高速应用。此外，ESD9L还维持了极小的裸片尺寸，使其能够适合尺寸仅为1.0×0.6×0.4mm的SOD-923封装。 不仅在静电放电保护领域提供良好的解决方案，针对电信电路保护方面，安森美推出了TPSD晶闸管浪涌保护器件，如用于线卡保护的TVS二极管和保护电信应用中各种敏感电子电路的TSPD等。安森美的NP系列的44款器件为中心局(CO)、接入端和用户前端设备中的电信电路提供过压保护，可防止闪电、感应和电力线交叉等情况给敏感电路带来的潜在过压损伤。该系列器件可用于调制解调器(MODEM)、住宅网关、数字用户线路接入复用器(DSLAM)和集成语音数据(IVD)卡。 安森美保护产品业务总监Gary Strake指出，针对静电放电、闪电浪涌、电力故障等情况进行过压保护的器件包括气体放电管(GDT)、金属氧化物压敏电阻(MOV)、瞬态电压抑制器(TVS)和晶闸管浪涌保护器件(TSPD)等。这些器件各有特点，但 TSPD综合了导通速度快、电压精度高和电流能力高等优点，且不存在功率限制，能对瞬时浪涌提供极佳的保护。 为了进一步扩展其电路保护业务，并帮助客户加快产品上市时间，安森美于日前在上海成立了电路保护实验室。据了解，这是安森美首次在美国之外的地区设立的首家电路保护应用测试实验室，并且也是该公司在全球的第二家实验室。该实验室主要是为手机和DSL调制解调器等便携消费产品和电信设备提供过压保护解决方案。通过进行多种ESD和浪涌事件测试来评估电子元件、子系统或终端产品，确定它们容易受故障和损伤的影响程度。并将有关测试元件和产品性能的测试结果反馈给客户，并就如何更好地符合规范标准提出意见和建议。 除了广泛的测试能力，该实验室还负责协助客户解决应用问题、设定保护器件借鉴标准、鉴定性能以及建议客户选用新保护器件等。 Strake表示，在该实验室进行的所有测试项目都将严格保密，并且实验室已经制定了限制和授权进入/接近测试设施的严格流程。客户可选择监督其产品的测试。安森美还可以应客户要求签订不泄密协议(NDA)，且所有样品和测试数据都会交回给客户。 麦满权则强调，“上海实验室的开张，不仅让我们在地理上更贴近客户，更让我们能够更进一步地提供多种测试和咨询服务给客户，在帮助客户节省大量的金钱和时间的同时，加快了客户产品面市时间。中国是安森美半导体发展速度最快的市场，我们希望借该实验室能为亚太地区客户提供更便捷的服务，这也进一步贯彻了安森美对中国乃至整个亚太地区客户的承诺。”