0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

一种新的MLCC陶瓷电容用于电路静电ESD保护的电容容值计算方法

硬件那点事儿 2024-11-06 16:17 次阅读

关注微信公众号:硬件那点事儿

Part 01

前言

电路设计中,静电防护是不可忽略的关注因素,MLCC陶瓷电容作为一种低成本的静电防护手段,应用非常广泛,很多人知道电容能用作静电防护,但是却不太清楚ESD电容的容值怎么选?在之前的文章中,我们介绍过基于电荷守恒定律计算ESD电容容值的方法详解MLCC陶瓷电容用于静电ESD保护的电路选型与计算,今天我们就介绍另外一种计算ESD电容容值的新方法,这个新方法比较适用于某些IC电源端口已经集成了小功率TVS的设计,下面以实例进行讲解。
摩尔定律指出,在集成电路上可容纳的晶体管数量大约每隔18-24个月就会翻一番,台积电已经开始试产2nm制程工艺了,这导致IC氧化物厚度和导线宽度变得更薄,对于ESD就更敏感了,所以IC厂商会将静电放电(ESD)保护集成到芯片中,但是由于IC尺寸缩小和特征尺寸减小,内置ESD保护装置(如二极管、闩锁晶体管和多晶硅电阻)可能无法处理较高的ESD能量,可能导致保护失效。这意味着内部ESD保护的能力有限,可能不足以应对某些高能量的ESD事件,仍需要额外的外部保护措施。

当IC遭受外部ESD事件时,外部的ESD电容会吸收一部分能量,剩余的能量会由IC内部的ESD防护模块吸收,那么遇到这种情况我们该如何计算电容容值呢?下面我们就以集成了小信号TVS的IC为例,讲解一下外部ESD电容容值的计算方法。


Part 02

实例计算

计算的思路是外部的ESD电容吸收之后剩余的ESD能量不会超过IC内部的ESD防护模块允许吸收的最大能量。
1.IC允许的最大ESD脉冲能量W0如何计算?

W0=(Vesd0-Vcl)*Vcl*Cesd0

其中Vesd0表示规格书中IC允许承受的最大ESD电压(比如下图的5000V),可以在规格书中找到这个参数Vcl表示IC内部ESD防护模块的钳位电压(比如下图的64V),Cesd0表示IC ESD测试的放电电容(比如下图的100pF)

2.添加外部ESD电容后,IC实际吸收的ESD能量W1如何计算?

W1=(Vesd1-Vcl*(1+Cext/Cesd1))*Vcl*Cesd1

其中Vesd1表示产品实际测试的最大ESD电压,比如8KV,Vcl表示IC内部ESD防护模块的钳位电压,Cext表示外部添加的ESD电容,Cesd1表示产品实际测试的ESD 放电电容(比如330pF)


3.添加的外部ESD电容容值如何计算?

基于IC实际吸收的ESD能量W1要小于IC允许的最大ESD脉冲能量W0可以计算出外部电容的最小容值:

Cext_min=((Vesd1-Vcl)*Cesd1/Vcl)-W0/Vcl*Vcl

以接触放电8KV,源电容330pF,放电电阻2kΩ,可以计算出Cext_min>33nF。


有问题欢迎在评论区留言交流哦!


原文标题:一种新的MLCC陶瓷电容用于电路静电ESD保护的电容容值计算方法

文章出处:【微信公众号:硬件那点事儿】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    电容容如何表示?换算单位方法是什么?

    )和皮法(pF)。 电容容的表示 电容的容通常直接标注在电容器的外壳上,可能使用数字加字母的方式来表示。其中,数字部分表示
    的头像 发表于 11-14 14:26 181次阅读
    <b class='flag-5'>电容容</b><b class='flag-5'>值</b>如何表示?换算单位<b class='flag-5'>方法</b>是什么?

    贴片电容陶瓷电容MLCC材质分类

    贴片电容陶瓷电容MLCC(Multi-layer Ceramic Capacitors,多层陶瓷电容
    的头像 发表于 09-30 09:33 272次阅读
    贴片<b class='flag-5'>电容</b><b class='flag-5'>陶瓷</b><b class='flag-5'>电容</b><b class='flag-5'>MLCC</b>材质分类

    ESD保护电路POWERclamp原理

    限制电压和电流来保护电子设备。以下是关于POWERclamp原理的介绍: ESD保护电路的基本概念 ESD
    的头像 发表于 09-14 14:41 1063次阅读

    电桥测试电容的测量原理及方法

    原理 电桥测试的基本原理 电桥测试是一种基于电桥原理的测量方法。电桥由四个电阻或电容元件组成,形成个闭合的电路。当电桥平衡时,电桥两端的电
    的头像 发表于 07-26 10:09 2261次阅读

    电容电感并联阻抗的计算方法

    。 基本概念 2.1 电容 电容一种能够存储电荷的元件,其单位是法拉(F)。电容的大小与两个导体之间的距离、面积和介质的介电常数有关。电容
    的头像 发表于 07-17 14:41 3779次阅读

    无功补偿怎么计算补偿电容容

    无功补偿是电力系统中一种重要的技术手段,用于提高电网的功率因数,降低线损,提高输电效率,改善电能质量。无功补偿的主要方式是通过并联电容器进行补偿。本文将介绍无功补偿的计算方法,包括补偿
    的头像 发表于 07-12 14:44 1102次阅读

    陶瓷电容器的静电容量相关

    陶瓷电容器的静电容量会因温度而变化吗? 电容器的静电容量的温度特性是什么?   陶瓷
    的头像 发表于 06-24 06:17 235次阅读
    <b class='flag-5'>陶瓷</b><b class='flag-5'>电容</b>器的<b class='flag-5'>静电容</b>量相关

    贴片电容容偏低的原因

    达不到所标称的数值。 2、电容器老化问题 :电容器老化后,内部绝缘材料可能会损坏,导致容量不足。老化现象在所有以铁电系材料做介电质的材料产品中均有发生,是一种自然的不可避免的现象。 3、构造设计问题 :
    的头像 发表于 06-14 14:52 686次阅读

    国巨陶瓷贴片电容有哪些优势?

    国巨陶瓷贴片电容有哪些优势,YAGEO贴片电容(MLCC)是一种电容材质。贴片
    的头像 发表于 03-12 14:05 992次阅读
    国巨<b class='flag-5'>陶瓷</b>贴片<b class='flag-5'>电容</b>有哪些优势?

    告诉你多层陶瓷电容MLCC是怎么做出来的

    陶瓷电容是高性能电子元件,具有大温度系数、大比容量和良好耐潮湿性。多层陶瓷电容MLCC体积小,得益于其独特的结构和制造工艺,包括
    的头像 发表于 03-04 09:21 692次阅读
    告诉你多层<b class='flag-5'>陶瓷</b><b class='flag-5'>电容</b><b class='flag-5'>MLCC</b>是怎么做出来的

    如何选择合适电容ESD二极管

    管吧。ESD二极管,也被称为静电保护二极管,是一种用于保护电子元器件免受静电放电(
    的头像 发表于 02-22 08:02 760次阅读
    如何选择合适<b class='flag-5'>电容</b><b class='flag-5'>值</b>的<b class='flag-5'>ESD</b>二极管

    bypass电容多大 bypass电容怎么计算

    Bypass电容的大小和计算方法 Bypass电容一种常见的电子元件,用于绕过或降低电路中的噪
    的头像 发表于 02-14 17:56 3962次阅读

    stm32复位电容容

    统电源稳定、提供复位功能。 复位电容是连接在微控制器的复位引脚和地之间的电容器。在启动或复位过程中,复位电容会充电,并在复位完成后释放电荷。复位电容的容
    的头像 发表于 01-05 17:39 1665次阅读

    有关于MLCC(多层陶瓷电容)替代Film Cap (薄膜电容)的那些事

    有关于MLCC(多层陶瓷电容)替代Film Cap (薄膜电容)的那些事
    的头像 发表于 12-04 17:35 1902次阅读
    有关于<b class='flag-5'>MLCC</b>(多层<b class='flag-5'>陶瓷</b><b class='flag-5'>电容</b>)替代Film Cap (薄膜<b class='flag-5'>电容</b>)的那些事

    如何测量MLCC SMT电容电容

    如何测量MLCC SMT电容电容
    的头像 发表于 11-23 09:08 711次阅读
    如何测量<b class='flag-5'>MLCC</b> SMT<b class='flag-5'>电容</b>的<b class='flag-5'>电容</b><b class='flag-5'>值</b>