在一 天的工作正式開(kāi)始前，粗略地瀏覽電子郵件，看到一連串報價(jià)、樣品、項目和其他要求。對我來(lái)說(shuō)，總是突穎而出的一個(gè)要求通常包含“幫助”和“ESD”兩個(gè)詞。這特殊的請求 是在艱難的時(shí)刻產(chǎn)生，然而我忍不住笑了，因為這對一個(gè)ESD保護器件的制造商恰好是較佳商機。
靜電放電（ESD）可能發(fā)生在電絕緣的物體，如一個(gè)人由于摩擦而帶電和在接觸到接地金屬物體時(shí)突然放電。靜電電位可高達30 kV，而由此產(chǎn)生的放電是非常短的，通常為100 ns，峰值電流可高達100 A。我們都以不同的形式經(jīng)歷過(guò)ESD，當我們走路回家觸摸門(mén)把手時(shí)產(chǎn)生靜電，隨后被電到。這可能會(huì )瞬間疼痛，能量通過(guò)空氣切割的輕微的藍色火花用科學(xué)解釋“相當酷”。但想象一下，當您從車(chē)里出來(lái)，靠在車(chē)身上加油時(shí)發(fā)生這種情況。進(jìn)入和離開(kāi)您的車(chē)可能讓驅動(dòng)您的導航和“求助”系統的電子設備受到電擊。雖然電擊可能不會(huì )傷害我們，即使是zui輕微的脈沖也會(huì )損壞這些系統中的敏感電子，使它們變得無(wú)用，而不是“酷”。
例如，GPS或全球定位衛星子系統有助于您的車(chē)輛共享其位置，從而令某些地圖和輔助系統到達您的位置。它由一個(gè)天線(xiàn)驅動(dòng)，通過(guò)位于可在車(chē)外看到的常見(jiàn)的“魚(yú)鰭”模塊內，還有一個(gè)GPS收發(fā)器電路。在一些實(shí)施中，該收發(fā)器電路位于一個(gè)Telematics Box中，它在當今汽車(chē)行業(yè)扮演著(zhù)越來(lái)越重要的角色。隨著(zhù)越來(lái)越多的互聯(lián)的車(chē)輛進(jìn)入市場(chǎng)，如4G蜂窩服務(wù)、WiFi、GPS和V2X（車(chē)輛之間和車(chē)輛與基礎設施通信）等特性都將在Telematics Box內實(shí)施。
GPS收發(fā)器電路常見(jiàn)的器件包括一個(gè)集成電路（IC）芯片與相關(guān)的射頻(RF)前端分立元件如變壓器及表面貼裝電容器和電阻器。收發(fā)器芯片越來(lái)越強大，集成了更多的功能，并且通過(guò)減小硅工藝的幾何尺寸減小了物理尺寸。*后一點(diǎn)在ESD的存在等級方面是關(guān)鍵的-行業(yè)趨勢已趨向采用的工藝幾何尺寸越小，芯片組對ESD越敏感。這種更高的靈敏度會(huì )導致整體更低的系統（IC被置于其中）級ESD。
談?wù)勚班]件中的ESD故障。zui終他們換了新的GPS收發(fā)器IC用于之后的Telematics Box，不再需要通過(guò)所需的ISO 10605車(chē)載系統ESD規范的8kV等級。它們可以通過(guò)的zui高水平是4kV，這需要OEM制造商的豁免和為潛在的現場(chǎng)失效負責。
診斷首先從檢查原理圖和PCB布局開(kāi)始，如果看起來(lái)一切正常，那么就要開(kāi)始下一步的實(shí)際模塊評估了。安森美半導體通常采用一種稱(chēng)為傳輸線(xiàn)脈沖（TLP）的測試方法，重復測定上升時(shí)間、脈沖長(cháng)度和ESD脈沖的總能量。TLP不是通過(guò)阻抗不匹配的ESD模擬器放電，而是在干凈的、50歐姆的環(huán)境中放電，讓我們“看到”測試器件的鉗位電壓。
在對該特殊的模塊進(jìn)行TLP測試后，很明顯，新的GPS收發(fā)器的內部ESD鉗位結構具有很低的導通和鉗位電壓。由于這些器件大多采用普通齊納二極管結構，擊穿電壓7至10V，這使得很難用外部低寄生電容的ESD保護器件保護。在這電壓點(diǎn)導通，在這個(gè)等級的鉗位和瞬態(tài)貫穿整個(gè)脈沖，這些器件可以讓大多數的瞬態(tài)電流流入無(wú)法在更高的8kV脈沖能量生存的GPS收發(fā)器的內部ESD結構。一些集成外部ESD保護器件的新板進(jìn)行了測試，沒(méi)有一個(gè)能夠超過(guò)所需的存在等級，因為它們都是高壓齊納型結構。
開(kāi)始談?wù)剒ui新的SZESD9101P2T5G ESD保護器件，它采用安森美半導體的集成可控硅整流器（SCR）ESD鉗位結構的快速導通的ESD9000系列。不像舊的齊納二極管結構，SCR結構在相同的7V等級導通，但很快在3ns內重回到極低的2至3V鉗位電壓。這使得ESD脈沖瞬態(tài)電流被適當的分流到地面而不被耗散和隨后破壞GPS收發(fā)器IC。在一個(gè)新的模塊快速連接該器件和ESD測試開(kāi)始獲得好的結果，因為SZESD9101成功保護了GPS通過(guò)所需的8kV存在等級。
有了推薦的ESD保護器件、TLP的結果以及向上層管理報告8kV通過(guò)結果，從而避免潛在的現場(chǎng)故障。雖然它肯定有助于行業(yè)優(yōu)越的ESD保護技術(shù)，但幫助故障排除并提供深入分析以解決這個(gè)問(wèn)題的是真正的ESD專(zhuān)知。我相信這是行業(yè)內每個(gè)人都在尋求的，以改變現狀，解決具有挑戰性的問(wèn)題，zui重要的是保持車(chē)輛在路上的**。因此，早晨開(kāi)始于許多電子郵件，請記住，在某處有人在他們的汽車(chē)電路中正在經(jīng)歷一個(gè)嚴重的ESD故障，我們將在那里解決問(wèn)題：每次一個(gè)模塊。