ESD二极管详解

EDN电子技术设计 · 公众号 · · 2025-05-30 14:37

正文

请到「今天看啥」查看全文

以上电压的影响。这个例子复杂难懂，务必充分了解以便在使用ESD二极管时优化保护。

图2. AD8250的输入ESD拓扑结构

限流JFET

与图1和图2中的方案不同，IC设计可以使用限流JFET代替二极管箝位。图3显示了一个例子，当输入电压超过器件的额定工作范围时，JFET被用来保护器件。JFET输入使该器件自身就能耐受相反供电轨的最高40 V电压。由于JFET会限制流入输入引脚的电流，因此ESD单元无法用作额外的过压保护。

当需要最高40 V的电压保护时，此器件的JFET保护可提供严格受控的、可靠的、完全明确的保护方案。这常常与使用ESD二极管的保护方案相反，后者关于二极管限流的信息常常指定典型值，甚至完全不明确。

图3. AD8226的输入保护方案

二极管堆叠

在允许输入电压超过电源电压或地的应用中，可以使用二极管堆叠来防止输入受ESD事件的影响。图4所示的放大器就是采用堆叠二极管保护方案。该配置使用二极管串来防范负瞬变。在可用输入范围内，二极管串用于限制漏电流，但当超过负共模范围时，它就会提供保护。记住，二极管串的等效串联电阻是限流措施。对于给定电压，可使用外部串联电阻来降低输入电流。

图4. AD8417的低端输入保护方案

背靠背二极管

当允许输入电压范围超过电源电压时，也可使用背靠背二极管。图5所示的放大器采用背靠背二极管来为器件提供ESD保护，采用3.3 V电源供电时，其允许电压最高达到70 V。D4和D5是高压二极管，用于应对输入引脚上可能存在的高电压；当输入电压在正常工作范围以内时，D1和D2用于防止漏电流。在这种配置中，不建议使用这些ESD单元来提供过压保护，因为若超过高压二极管的最大反偏电压，很容易造成器件损坏。