Система коробов (кабель-каналов) для открытой прокладки сменяемых сетей в административных помещениях, состоящая из пластиковых кабельных коробов и аксессуаров, в том числе для крепления электроустановочных изделий.
Система коробов (кабель-каналов) для открытой прокладки сменяемых сетей в административных помещениях, состоящая из пластиковых кабельных коробов и аксессуаров, в том числе для крепления электроустановочных изделий.
"КоРСАК" Рентгеновский контроль пищевой продукции РаДиаТехRaDiaTech
Предлагаемый комплекс КоРСАК позволяет в режиме реального времени: выявлять посторонние включения;
контролировать количесво продуктов в закрытой упаковке и степень его заполнения; Оценивать массу и геометрические
параметры
"КоРСАК" Рентгеновский контроль пищевой продукции РаДиаТехRaDiaTech
Предлагаемый комплекс КоРСАК позволяет в режиме реального времени: выявлять посторонние включения;
контролировать количесво продуктов в закрытой упаковке и степень его заполнения; Оценивать массу и геометрические
параметры
This document discusses WeChat account services for businesses including broadcasting messages to followers delivered through the WeChat app, designing welcome messages and auto replies, and providing account registration, content management, and statistics review. It also offers a 14-day trial and free WeChat guide.
Cuadro modo de extinción de la relación jurídica tributariasaidalejandro
Este documento resume los modos de extinción de la relación jurídica tributaria a través del pago y el incumplimiento de la obligación tributaria. Explica que el pago es el medio voluntario principal de extinción y cómo se puede realizar, así como las sanciones por incumplimiento como intereses moratorios y multas. También cubre prórrogas y facilidades de pago, así como los efectos del pago y los ilícitos derivados del incumplimiento de la obligación tributaria.
1.5.3 Молниезащита для домов со скатной кровлей ДКСIgor Golovin
Несмотря на то, что вероятность попадания молнии в частный дом невелика, тем не менее, явление это опасное и повлечь может за собой катастрофические последствия. Температура канала молнии достигает нескольких тысяч градусов, поэтому прямой удар молнии в здание может привести к возникновению пожара и значительному повреждению конструкций строения. Эффективно обезопасить и уберечь свои владения от прямого удара молнии можно с помощью современных систем молниезащиты и заземления, которые сегодня устанавливают многие владельцы загородных домов во всем мире.
Красноярский электротехнический журнал «Энергетика и электроснабжение регионо...Energetika
Ведущие поставщики электротехнической продукции в Красноярске в одном журнале.
Новости, статейные материалы, рекламные модули, адреса, телефоны, справочник энергетика.
Информативно, доступно, бесплатно, удобно.
МЫ ЭКОНОМИМ ВАШЕ ВРЕМЯ НА ПОИСК ИНФОРМАЦИИ И РАБОТУ С НЕЙ!
Специалисты, которые постоянно занимаются покупкой электротоваров в Сибири, давно оценили преимущества работы с журналом «Энергетика и электроснабжение регионов» И вот почему:
- всегда актуальная информация, которая обновляется ежемесячно
- бесплатное распространение
- удобный рубрикатор
- более 500 компаний в каждом номере
- издается в Красноярске с 2007 г.
Бесплатная подписка в Красноярске: +7 (391) 2-777-427, 2-777-426, 293-02-81, ra@idv-online.ru, www.vestsnab-media.ru
Читайте новый номер на ISSUU - http://issuu.com/energetikaru
Читайте новый номер на Slideshare - http://www.slideshare.net/Energetika
1.3.10 Jupiter - система молнезащиты и заземленияIgor Golovin
Молниезащита - комплекс мер, предпринимаемый для защиты людей, сооружений и оборудования от негативных воздействий молнии. Все здания и сооружения могут быть разбиты на группы, с различными требуемыми уровнями защищенности. Можно выделить три категории зданий и сооружений, для каждой из которых, построение системы молниезащиты будет выполняться по собственным правилам. Наиболее жесткие требования выделяются к зданиям и сооружениям I категории. Под I категорию попадают здания и сооружения или их части, помещения которых согласно ПУЭ относятся к зонам классов В-I и В-II (помещения, в которых при нормальных условиях возможно образование взрывоопасных смесей в воздухе) и объекты, которые при поражении молнией могут вызвать вредные биологические, химические и радиоактивные выбросы. Такие объекты должны защищаться от прямого удара молнии (далее ПУМ) отдельно стоящими стержневыми или
тросовыми молниеотводами.
ПРЕЗЕНТАЦИЯ: АКЗ, РЕМОНТ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ ТРУБНЫХ РЕШЕТОК Mila Masliukova
АНТИКОРРОЗИОННАЯ ЗАЩИТА, РЕМОНТ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ ТРУБНЫХ РЕШЕТОК ТЕПЛООБМЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ. МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ «КОРРОКОУТ» ДЛЯ РЕМОНТА ЗАЩИТЫ ТРУБНЫХ ПУЧКОВ
Презентация "Антикоррозийные покрытия CORROCOAT для бумажно-целлюлозной промы...Mila Masliukova
СИСТЕМЫ ПОЛИМЕРНЫХ АНТИКОРРОЗИЙНЫХ ПОКРЫТИЙ И ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ЗАЩИТЫ, РЕМОНТА И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ И КОНСТРУКЦИЙ НА ОБЪЕКТАХ ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Красноярский электротехнический журнал «Энергетика и электроснабжение регионо...Energetika
Ведущие поставщики электротехнической продукции в Красноярске в одном журнале.
Новости, статейные материалы, рекламные модули, адреса, телефоны, справочник энергетика.
Информативно, доступно, бесплатно, удобно.
МЫ ЭКОНОМИМ ВАШЕ ВРЕМЯ НА ПОИСК ИНФОРМАЦИИ И РАБОТУ С НЕЙ!
Специалисты, которые постоянно занимаются покупкой электротоваров в Сибири, давно оценили преимущества работы с журналом «Энергетика и электроснабжение регионов» И вот почему:
- всегда актуальная информация, которая обновляется ежемесячно
- бесплатное распространение
- удобный рубрикатор
- более 500 компаний в каждом номере
- издается в Красноярске с 2007 г.
Бесплатная подписка в Красноярске: +7 (391) 2-777-427, 2-777-426, 293-02-81, ra@idv-online.ru, www.vestsnab-media.ru
Читайте новый номер на ISSUU - http://issuu.com/energetikaru
Читайте новый номер на Slideshare - http://www.slideshare.net/Energetika
1. Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева
Факультет технической кибернетики и информатики
Направление 210200 «Проектирование и технология электронных средств»
Дисциплина «Информационные технологии электромагнитной совместимости ЭС»
Лекция №20 «Меры по защите от воздействия
электростатического разряда»
Автор - Чермошенцев С.Ф.
Казань 2008
2. Меры по защите от воздействия электростатического
разряда
1. Активные меры по защите от электростатического разряда.
2. Пассивные меры по защите от электростатического разряда. Метод
встроенной защиты. Схемы защиты.
3. Рекомендации по применению методов защиты влияния ЭСР.
3. 1. Активные меры по защите от электростатического
разряда.
Основными направлениями предотвращения вредного воздействия
ЭСР и
ограничений несанкционированного функционирования ЭС под их воздействием
являются: предотвращение или ограничение накопления зарядов, безопасный отвод
или нейтрализация неизбежно возникающих паразитных зарядов, применение
индивидуальных защитных структур и конструкторских решений для сохранения
удовлетворительной работоспособности при возможных разрядах [15, 30, 31, 35, 37].
Первые два направления больше относятся к организационным мероприятиям и
называются активными. Они включают следующее:
– понижение электризуемости специальной и личной одежды производственного или
обслуживающего персонала и операторов;
– повышение относительной влажности в производственных и рабочих помещениях;
– понижение электризуемости обуви, покрытий для полов;
– понижение электризуемости покрытий рабочих столов, межоперационной и
упаковочной тары;
– обеспечение стекания накопленного заряда с персонала или оборудования с
помощью заземления;
– применение индукционных и радиоактивных ионизаторов воздуха.
4. Активные мероприятия имеют свои недостатки. Например, не всегда в работающем
вычислительном центре имеется возможность повысить влажность, и, кроме того, эти
мероприятия не могут дать гарантии, что ЭСР не произойдет.
К
факторам,
способствующим
возникновению
статического
электричества,
относятся:
а)
электризуемость
специальной
и
личной
одежды
производственного
или
обслуживающего персонала и операторов;
б) низкая относительная влажность в производственных и рабочих помещениях;
в) электризуемость обуви, покрытий для полов;
г) электризуемость покрытий рабочих столов.
Одежда персонала и операторов, изготовленная из широко распространенных
синтетических
тканей
(лавсан,
12 15
капрон
и
т.
д.),
имеющих
высокое
удельное
сопротивление порядка 10–10 Ом⋅см, сильно электризуется, поэтому разработаны и
освоены в производстве специальные типы тканей на основе вискозы с вплетенной
капроновой нитью и с добавлением сажи для снижения удельного сопротивления ρ0 до
8
9
10–10 Ом⋅см. Также изготовляются ткани на основе синтетических волокон со
специальными антистатическими пропитками типа углеводородов парафинного ряда,
жиров и масел, гигроскопических веществ и т.д. Это позволяет снизить удельное
9 10
сопротивление до 10–10 Ом⋅см, что уже дает возможность стекания зарядов. Главный
недостаток этих мероприятий – дороговизна получаемых тканей.
5. Величина удельного сопротивления тканей и других тел в значительной степени
зависит от влажности воздуха. При относительной влажности Р0 более 50 %
наблюдается резкое снижение накопления статического электричества (см. рис. 3.38).
Однако слишком высокая влажность воздуха приводит к ухудшению параметров
приборов. Оптимальным вариантом является относительная влажность воздуха 40 – 60
%.
В случаях, когда нет возможности повысить влажность из соображений сохранения
работоспособности
оборудования,
для
повышения
сопротивления
применяют
полупроводниковые керамические покрытия, содержащие Fe2O3, ZnO, Gr2O3, которые
обладают достаточной и устойчивой электропроводностью, или краски и эмали,
содержащие углерод и полученные на поверхности осаждением из газообразных
углеводородов при высокой температуре. Эти пленки обладают сопротивлением
2
4
порядка 10–10 Ом⋅см и обладают значительной прочностью.
Покрытие полов и обуви значительно влияет на генерацию паразитных зарядов, при
этом также критерием электризуемости является удельное сопротивление материала.
Разработанные промышленностью стройматериалов поливинилхлоридные покрытия
для
полов,
широко
13
15
применяемые
в
народном
сопротивление 10–10 Ом⋅см и сильно электризуются.
хозяйстве,
имеют
удельное
6. В связи с этим был разработан и выпускается резиновый линолеум с добавлением
6
7
сажи – релин «В» черного цвета, имеющий удельное сопротивление 10 –10 Ом⋅см. Для
стекания накапливающегося статического электричества этот линолеум рекомендуется
застилать на межэтажные перекрытия с помощью заземленных металлических шин. Но
это покрытие мало пригодно для производственных и рабочих помещений, где должны
соблюдаться
требования
электровакуумной
гигиены
(помещения
производства
полупроводниковых изделий), поэтому применяют поливинилхлоридные материалы, в
которые введены различные антистатические добавки типа: алкамон, оксамин, эпамин
и др. А поверхностная обработка линолеума водным раствором антистатика
недостаточно эффективна, так как снижает удельное сопротивление в среднем только
в 10–20 раз. Одним из ведущих изготовителей антистатических покрытий является
корпорация 3М (США). Она выпускает много различных типов напольных покрытий и
ковриков различных размеров и расцветок [30].
Второе направление в борьбе с нежелательными воздействиями ЭСР также
включает несколько методов.
7. Для стекания накопленного заряда с персонала или оборудования наиболее
эффективным явилось применение заземления. Заземление применяется как для
больших промышленных конструкций, так и для отдельного рабочего места. Так как во
всех подобных мероприятиях при защите необходимо соблюдать меры техники
безопасности и ограничить ток, протекающий через человека, то применяется
замыкание на землю через токоограничивающее
сопротивление 1 мОм. В качестве
таких приспособлений применяют антистатические браслеты и пинцеты, а также
кольца. Преимущество такого метода: практически не требуется ремонта и простота.
Антистатические халаты применяют в сидячем положении. Стекание зарядов
происходит через полоски из электропроводящей резины или ткани, вшитые в халат и
подушку стула. Недостаток такого заземления – недолговечность халатов.
Для обуви с толстой резиновой подошвой рекомендуется применять специальные
полоски заземления. Они достаточно легко закрепляются на любом типе обуви. Также
существует специальная обувь, подошвы которой выполнены из проводящей резины.
Следующим способом борьбы со ЭСР следует отметить ионизаторы. Благодаря
ионизации атмосферы вблизи заряженного тела они способствуют стеканию заряда на
землю. Для нейтрализации поверхностных паразитных зарядов можно использовать
относительно простые устройства, ионизирующие воздух вследствие электрического
разряда. Первый механизм характеризуется образованием ионов одного знака. Для
этого наиболее эффективным является коронный разряд с проволоки или иглы. На
коронирующий электрод подается высокий потенциал, знак которого соответствует
знаку необходимых ионов.
8. Скорость образования
зарядов, которые необходимо нейтрализовать, может
изменяться в широких пределах. Второй механизм связан с образованием ионов обоих
знаков. Этот случай реализуется подачей на коронирующий электрод переменного
напряжения. Это дает возможность нейтрализовать паразитные заряды любого знака,
что существенно, так как в процессах
трудно контролировать постоянство знака
статического электричества.
Другой тип ионизаторов – это применение в них радиоактивных ионизирующих
излучений. Наибольшее применение в радиоактивных нейтрализаторах получили
плутоний – 239, прометий – 147, изотоп водорода тритий. Применение радиоактивных
веществ для нейтрализации образующихся зарядов в промышленных масштабах
осуществляется на основе использования отходов производства по обогащению урана
и ядерных реакторов. В этих условиях использование излучения очищенного полония,
свободного от примесей RaO, и других веществ, испускающих γ-лучи, является
безопасным. Одним из широко распространенных устройств такого типа являются
ионизирующие вентиляторы, которые специально разработаны для применения в
электронной промышленности. Вентилятор создает поток ионизированного воздуха,
который с небольшой скоростью огибает рабочие зоны. В нем для ионизации
применяется безопасный закрытый радиоизотопный источник полоний – 210.
9. Достоинством
дополнительных
стабильность,
использования
такого
типа
источников
длительность
их
в
ионизаторов
энергии
для
срока службы,
взрывоопасных
является
ионизации,
то,
что
не
простота
требуется
конструкции,
малые габариты и возможность
производствах.
Недостатками
являются:
практически исключение регулирования разрядного тока, требование более мощных
радиоактивных источников для получения достаточного по величине разрядного тока и,
следовательно, необходимость более тщательных мер по обеспечению защиты
персонала от вторичных излучений, имеющих место при использовании α-частиц, а
также непосредственного облучения γ-лучами и дороговизна.
Применение различных мероприятий по снижению влияния ЭСР, приведенных
ранее,
не
исключает
полностью
вероятность
возникновения
и
накопления
электрических зарядов, поэтому в ряде случаев применяются индивидуальные
конструктивные меры защиты ЭС. Это является третьим направлением в защите от
ЭСР, и эти меры называются пассивными.
10. 2. Пассивные меры по защите от электростатического разряда.
Метод встроенной защиты. Схемы защиты.
С этой точки зрения, защиту можно разделить по уровням применения: защита всего
устройства в целом или его отдельных блоков, защита печатных плат и защита
отдельных микросхем. Принципы защиты включают повышение стойкости системы к
прямым и косвенным воздействиям ЭСР. Первые имеют место в том случае, когда ЭСР
подается непосредственно на входы системы, последние относятся к излучаемым
помехам.
Наиболее эффективными для защиты от непосредственного воздействия ЭСР
являются приспособления, экранирующие или обеспечивающие надежное замыкание
всех выводов и корпуса изделия, что исключает попадание электростатического заряда
на структуру изделия.
11. Предприятиями-изготовителями полупроводниковых изделий используется два вида
приспособлений
«замыкатели»
и
специальная
тара.
Для
МДП
транзисторов
используются «замыкатели», вместе с которыми они поставляются потребителю. Они
снимаются с прибора только перед моментом измерения параметров и испытаний. Для
интегральных микросхем и сверхвысокочастотных транзисторов применяется как
индивидуальная, так и групповая тара.
Для сверхвысокочастотных транзисторов с полосковыми
выводами используют тару, в
которой выводы замыкаются между собой токопроводящими дорожками. Некоторые
электронные
элементы хранятся и поставляются потребителю в индивидуальных
металлических упаковках (в металлических патронах или металлических пакетах),
которые экранируют элементы от всех проявлений статического электричества [17].
Однако приведенные приспособления не могут защищать изделия от воздействия ЭСР
при эксплуатации, поэтому на предприятиях, изготавливающих полупроводниковые
изделия, среди разнообразия методов защиты интегральных схем от ЭСР наибольшее
распространение нашел так называемый метод встроенной защиты, т.е. защиты с
помощью
схем
из
дополнительных
интегральную схему [2, 14].
элементов,
встроенных
непосредственно
в
12. Защита элемента должна шунтировать броски напряжений, защищать наиболее
чувствительные к перегрузкам области структур изделий: у МОП-транзисторов затворы,
а у интегральных микросхем в основном затворы входных транзисторов. Максимальные
напряжения приводятся в табл. 8.
Таблица 8
Повреждающие напряжения полупроводниковых элементов
Тип полупроводникового элемента
Повреждающее напряжение, В
Биполярные транзисторы
380 – 7000
Полевые транзисторы
100 – 200
Импульсные диоды
Диоды Шотки
Смесители, детекторы, параметрические и
умножающие диоды
200
300 – 3000
300
Тиристоры
680 – 2500
ТТЛШ структуры
300 – 2500
МОП структуры
80 – 1800
КМОП структуры
250 – 2000
ППЗУ
100 – 500
ТТЛ
1000 – 2500
13. Основная идея схем защиты представлена на рис. 3.42. При разряде источника ЭСР на
вход интегральной схемы возникает пиковое напряжение, и во входной цепи начинает
протекать ток. Ключ К должен достаточно быстро сработать и успеть замкнуть цепь тока
разряда через сопротивление Rs. Чем ближе величина Rs к нулю, тем меньше пиковое
напряжение на входе основной части схемы, тем эффективнее защита. Соответственно
с ростом значения Rs шансы разрушения основной части или самого резистора Rs
возрастают.
Структура ключа К может быть двунаправленной, но и может иметь вид двух
параллельных однонаправленных схем, как
показано на рис. 3.43. При этом каждая
такая структура должна защищать не только основную часть схемы, но и свою вторую
половину от обратного напряжения, которое может вызвать ее пробой. Очевидно, что
напряжение такого пробоя должно быть выше того пика напряжения, который создается
на защитном сопротивлении вследствие протекания тока разряда через проводящую
часть защитной схемы.
В качестве ключей в защитных структурах используются различные элементы. В первом
случае для защиты используется стабилитрон, включенный между затвором и
подложкой. Он ограничивает верхний предел напряжений, воздействующих на затвор, но
в это же время стабилитрон шунтирует входной импеданс электрода затвора и снижает
качество транзистора [17].
14. Источник
ЭСР
Вход ИС
К основной
части схемы
К
Источник
ЭСР
Вход ИС
К1
Rs
Рис. 3.42. Основной принцип
схем защиты
К основной
части схемы
К2
RS1
RS2
Рис. 3.43. Принципиальная схема
двунаправленной защитной схемы
Второй метод диодный. Он является сравнительно простым и лишь немного
увеличивает входную емкость и ток утечки, однако, для большинства схем
применяемых МОП-транзисторы это несущественно. Идея метода заключается в том,
что применяется p-n-переход, имеющий напряжение пробоя, несколько превышающее
максимальное рабочее напряжение на затворе. При нормальной работе транзистора
диод смещен в обратном направлении.
15. При нарушении нормального режима (когда на вход схемы подается перенапряжение)
защитный
диод
смещается
либо в
область прямых напряжений, либо в область
пробоя на обратной ветви характеристики (рис. 3.44).
Uвх, В
100
Rd =1,5кОм
Нет
защиты
50
0
Идеальная защита
RD=0
60
80
100
Uз, В
Рис. 3.44. Результат диодной защиты полупроводниковой структуры
(Uвх – напряжение на входе защитной схемы,Uз – напряжение на
затворе)
В некоторых схемах на затвор подается как положительное, так и отрицательное
рабочие напряжение, поэтому для данных случаев защитный диод заменяется двумя
диодами, включенными встречно. Один из этих диодов смещается при работе в
обратном направлении. Однако идеальное ограничение перенапряжения
невозможно
вследствие конечного дифференциального сопротивления диода Rd при пробое.
Желательно иметь как можно меньшее дифференциальное сопротивление диода, при
этом
необходимо,
перенапряжения.
чтобы
оно
было
много
меньше
сопротивления
источника
16. Более сложной схемой защиты является диодно-резисторная. Она применяется
довольно широко и является более эффективной. В данной
схеме включен
дополнительный резистор последовательно с затвором и защитным диодом, что по
своему действию эквивалентно появлению делителя напряжения. Это способствует
уменьшению наклона зависимости напряжения
на входе затвора от
входного
напряжения схемы защиты. В табл. 9 приведены основные схемы защиты КМОП
интегральных схем, используемые в отечественной практике [2].
Следующим типом защиты является схема с диффузионным резистором, в которой
совмещены функции резистора и перехода с лавинным пробоем. Так как эта комбинация
имеет характер распределенной структуры, то она в целом более эффективна, чем ее
отдельные части. Основной ее эффект достигается благодаря
экспоненциальному
ослаблению, характерному для цепей с распределенными параметрами. Допустимое
напряжение на входе схемы защитной структуры
в 10 – 15
раз больше, чем при
диодной защите, однако она несколько снижает быстродействие изделия.
18. №
п/п
Схема защиты
Технология
Опасный
потенциал, В
Площадь
ячейки, мкм2
Uпит
5000,
3000
24400
4590
Тип ИС
К1554
К564ИР16
К176ИР2
К561ИР2
К1561ГГ1
К1526ИР2
6
КМОП
7
КМОП
2000
2000
К1868ВЕ1
КР1043ВГ1
КМОП
3000
10000
М1623РТ1
М1623РТ2
10000
1565ИП7
1564ИР8
1564ТЛ2
1564ТМ5
КА1835РЕ
Uпит
8
Uпит
9
КМОП
1500
19. В последние годы также в качестве элементов защиты используют многослойные
варисторы. Например, многослойные варисторы фирмы Siemens успешно
используются в широком спектре приложений в качестве компонентов подавления
перенапряжений. Они стали наиболее популярными компонентами защиты от ЭСР в
следующих областях:
производство сотовых телефонов и аксессуаров к ним;
порты настольных компьютеров и ноутбуков;
автомобилестроение (подушки безопасности, бесконтактные ключи,
авторадиосистемы, системы ABS);
видеомагнитофоны, телевизионные установки, спутниковые приемники, настольные
компьютерные системы;
индустриальное и торговое терминальное оборудование.
Например, в области производства сотовых телефонов многослойные варисторы можно
считать уже стандартом в защите от ЭСР. Здесь варисторы могут надежно защищать от
ЭСР следующие изделия:
клавиатуры;
разъемы для подключения факса и модема;
соединители портативных батарейных источников питания;
входы чувствительных интегральных схем и входы/выходы микропроцессоров.
20. Малое время срабатывания, высокая надежность, отличные пиковые электрические
характеристики в широком диапазоне рабочей температуры при малых размерах ставят
многослойные варисторы на одно из первых мест при выборе элементов защиты от
ЭСР. Кроме того, Siemens предлагает типы варисторов, специально разработанные для
защиты линий телесвязи и автомобильных систем. Дополнительно Siemens разработала
варисторы с определенными уровнями емкостей, которые могут использоваться как для
защиты, так и для обеспечения стандартов ЭМС. Варисторы благодаря многослойной
структуре имеют время срабатывания менее 500 пс [30].
Последний тип схемы, применяемой для защиты двойного интегрального сдвигового
регистра на различных типах транзисторах – использование МОП-транзистора. Затвор,
исток и подложка МОП-транзистора соединены вместе, а сток соединен с затвором
защищаемого транзистора регистра. Таким образом,
транзистора смещен в обратном
напряжениях
переход сток-подложка МОП-
направлении. Защитный элемент срабатывает при
35 – 40 В и защищает схему на всех этапах изготовления и эксплуатации.
21. Очевидно, что одной из важнейших характеристик защитной схемы должно быть его
быстродействие. На рис. 3.45 показана типовая конфигурация схемы защиты с
использованием n-МОП-транзистора. Такая структура неспособна сама по себе
выполнять защитную функцию из-за малых токов цепи «сток-исток» МОП- транзистора.
Необходимые возможности такой схеме придают «паразитные» элементы, показанные
на рис. 3.46. При разрядном импульсе отрицательной полярности «паразитные» диоды
шунтируют защитный МОП-транзистор и входную цепь. Импульс положительной
полярности может вызвать их пробой, но в этом случае отпирается «паразитный»
биполярный
n-p-n-транзистор.
Напряжение
его
открывания
должно
быть
ниже
напряжения пробоя диодов.
Источник Вход ИС Rдиф
ЭСР
VT1
К основной
части схемы
Rдиф
Источник Вход ИС
ЭСР
VT1
К основной
части схемы
VT2
VD
Подложка
Рис. 3.45. Типовая схема защиты с
использованием n-МОПтранзистора (Rдиф – диффузионный резистор)
Подложка
Рис. 3.46. «Паразитные» компоненты схемы
защиты на основе
n-МОП-транзистора (VT2 – «паразитный»
биполярный
транзистор, VD – «паразитный» диод)
22. Для защиты от косвенного влияния ЭСР необходимо выявить возможные пути
проникновения электромагнитных помех. Если разряд происходит вблизи системы,
входные и выходные кабели будут действовать как главные рецепторы проникновения
энергии
в
систему.
Если
разряд
происходит
на
корпус,
энергия
передается
преимущественно магнитным путем на близлежащие контуры в печатных платах. Если
обеспечивать
предсказывать,
некоторые
гарантированные
пути
тока
разряда,
помехи
можно
используя моделирование.
Наиболее эффективной мерой защиты от косвенного воздействия ЭСР является
экранирование наиболее чувствительных узлов ЭС.
При использовании даже современных испытательных генераторов защита от ЭСР может
оказаться неадекватной и требовать перепроектирования из-за того, что даже наиболее
точные модели сопротивления дугового разряда имеют зависимость от скорости
сближения источника и рецептора.
Первостепенную важность при проектировании защиты от ЭСР имеет трассировка
печатных плат ЭС. Ток, возникающий при ограничении напряжения, должен проходить по
пути с низким импедансом к об-щей опорной земле на плате. В идеале эта земля должна
быть вы-полнена в виде сплошного проводящего слоя на печатной плате. Низкое значение
паразитной индуктивности в этой цепи уменьша-ет напряжение самоиндукции, имеющее
величину L, которое в противном случае будет складываться с напряжением ограничения
помехоподавляющего устройства.
23. Внимательное отношение к проведению этапа трассировки печатных плат существенно
при ограничении наведенных помех из-за внутренних излучае-мых помех. Высокая
скорость нарастания тока ЭСР, протекающего в печатных проводниках платы, приводит
к появлению наведенно-го напряжения на параллельных и расположенных поблизости
проводниках, поэтому необходимо стремиться к тому, чтобы ток ЭСР протекал через
специальные печатные проводники, располо-женные в стороне от чувствительных
областей схемы. В качестве общего правила следует располагать печатные проводники
вблизи
портов
данных,
которые
в
большинстве
случаев
являются
точками
непосредствен-ного воздействия ЭСР. Все эти этапы проектирования существенны при
ограничении
наведенных помех от ЭСР.
24. 3. Рекомендации по применению методов защиты влияния ЭСР.
Из приведенного ранее анализа методов защиты от влияния статического
электричества можно сделать следующие выводы и дать некоторые рекомендации:
1. Применение совокупности активных мер защиты может существенно снизить
вероятность возникновения статического электричества, но они не дают гарантии
полного исключения данного явления.
2. Для повышения стойкости ЭС от непосредственного воздействия ЭСР
необходимо определить все возможные точки его проникновения и, по возможности,
исключать их заземлением, экранированием или применением индивидуальных
конструктивных
защитных
схем.
Защитные
схемы
должны
противостоять
как
сравнительно медленным, но высоковольтным переходным процессам (при действии
источника ЭСР, например, с тела человека), так и очень быстрым процессам при
сравнительно невысоком напряжении, характерным для разрядов с малой мебели или
оборудования.
25. Для поглощения высокой энергии переходного процесса необходимы включенные в
прямом направлении диоды, для
быстрых процессов второго типа больше подходят
структуры типа стабилитрона или аналогичные ему. При этом в первом случае элементы
защитных схем следует располагать, по возможности, ближе к выводам цифровых
элементов, где ширина проводников может быть достаточно большой и величина токов,
отводимых в подложку, легко поддается ограничению. Во втором случае
защитные
структуры следует располагать вблизи изолирующего слоя диэлектрика, для защиты
которого они и предназначены. Оба этих типа должны быть способны максимально
ограничить токи, втекающие в основную часть схемы. Для этого характеристики
защитных схем должны удовлетворять следующим требованиям:
- диоды, стабилитроны или другие полупроводниковые
элементы защитных схем
должны иметь как можно меньшее дифференциальное сопротивление;
- время срабатывания элементов защитной схемы минимальное;
- минимальная площадь защитного элемента на кристалле;
-минимум технологических операций при изготовлении.
3. При защите от косвенного воздействия ЭСР на функционирование цифровых
элементов печатных плат необходимо обеспечивать гарантированный путь стока заряда
на землю, и эти пути должны располагаться, по возможности, дальше от элементов ЭС,
чувствительных к ЭСР.
26. 4. Существенным является учет влияния ЭСР на этапе размещения элементов и
трассировки печатных плат. Это возможно при использовании моделирования данного
воздействия на этапе проектирования ЭС.
27.
28. Все эти меры позволяют повысить ЭМС ЭС и, следовательно, их качество, сделать их в
целом более эффективными, экономичными и надежными.
29. Контрольные вопросы:
1. Назовите активные меры по защите ЭС от ЭСР?
2. Назовите основные организационные мероприятия для снижения величины
накопления статического электричества.
3. Какие параметры объекта являются определяющими при накоплении статического
электричества?
4. Назовите и поясните пассивные меры по защите ЭС от ЭСР?
5. Поясните смысл метода встроенной защиты интегральных схем?
6. Какие типы интегральных микросхем являются наиболее чувствительными к
воздействию ЭСР?
7. Какой тип встроенной защиты является наиболее эффективным?
8. Какие основные требования к элементам защитных схем?
9. Охарактеризуйте основные защитные схемы КМОП интегральных схем?
10. Назовите области применения элементов защиты от ЭСР?
11. Поясните основные рекомендации по защите от ЭСР?