ESD單元用于箝位

　　除了解ESD單元如何實現(xiàn)之外，還必須知道如何利用這些結(jié)構(gòu)提供保護。典型應用使用串聯(lián)電阻來限制額定電壓范圍內(nèi)的電流。

　　當放大器配置為圖7所示時，或者輸入受連接到電源的二極管保護時，輸入電流限值可利用以下公式計算。

　　圖7. ESD單元用于箝位

　　公式1用到一個假設(shè)，即VSTRESS 》 VSUPPLY。若非如此，應測得更精確的二極管電壓并將其用于計算，而不要使用0.7 V的近似值。

　　下面是一個計算實例，其中放大器采用±15 V電源供電，要防范的輸入過壓高達±120 V，輸入電流限制在1 mA。根據(jù)公式1，我們可以使用這些輸入進行計算：

　　根據(jù)上述要求，RPROTECTION 》 105 kΩ可將二極管電流限制在 1 mA以下。

　　了解限流

　　IDIODE 最大值隨器件而不同，它還取決于施加過壓的特定應用情形。持續(xù)數(shù)毫秒的一次性事件，與在應用的全部20年或更多年的任務(wù)壽命中持續(xù)施加電流，其最大電流將會不同。具體指導值可在放大器數(shù)據(jù)手冊的絕對最大值部分或應用筆記中找到，通常在1 mA至10 mA范圍內(nèi)。

　　故障模式

　　具體保護方案的最大電流額定值最終要受兩個因素的限制： 二極管功耗的熱影響和電流路徑的最大電流額定值。功耗應保持在閾值以下，使工作溫度始終處于有效范圍；所選電流應在額定最大值范圍內(nèi)，以免電子遷移引起可靠性問題。

　　熱影響

　　當電流流入ESD二極管時，二極管的功耗會引起溫度升高。多數(shù)放大器數(shù)據(jù)手冊指定了熱阻（通常指定？JA），它顯示了結(jié)溫升幅與功耗的關(guān)系?？紤]最差情況下的應用溫度，以及功耗引起的最壞溫度升幅，可以判斷保護電路是否有效。

　　電子遷移

　　即使電流不引起熱問題，二極管電流也可能造成可靠性問題。由于電子遷移，任何電氣信號路徑都有一個最大壽命電流額定值。二極管電流路徑的電子遷移電流限值通常受與二極管串聯(lián)的內(nèi)部走線的厚度限制。放大器制造商不一定會發(fā)布此信息，但若二極管長時間工作（而不是工作很短時間），就需要予以考慮。

　　舉個例子，當放大器監(jiān)控（因而連接到）一個獨立于其自身供電軌的電壓軌時，電子遷移便可能是一個問題。當存在多個電源域時，可能會發(fā)生因電源時序問題而引起電壓暫時超過絕對最大條件的情況?？紤]最差情況下的電流路徑和在整個使用壽命中以此電流工作的持續(xù)時間，并了解電子遷移的最大允許電流，便可避免電子遷移引起可靠性問題。

　　結(jié)論

　　了解放大器內(nèi)部ESD二極管如何在過電應力期間激活，有助于輕松提高設(shè)計的魯棒性。研究保護電路的熱影響和電子遷移影響，可以凸顯潛在的問題并顯示是否需要額外的保護?？紤]本文提出的條件可以讓設(shè)計人員作出明智選擇，避免在現(xiàn)場發(fā)生魯棒性問題。