[参考译文] OPA145：设备通电时适用的 ESD 等级？

托比亚斯，你好

建议采取的补救措施是在电源轨上使用二极管夹，并在二极管夹和 OPAMP 输入之间添加限流电阻器。 ESD 随后被分流到去耦合帽中，因此需要从二极管夹到去耦合帽的短距离迹。 此外，地面也很有用，可以将去耦合帽安装在 OPAMP 的电源电压引脚附近。 请记住，去耦合盖可以充电到高于电源电压的电位。 因此，如果电压调节器无法吸收反向电流，请在电源电压去耦合盖的同时添加一台电视机。

在 ESD 方面，必须考虑更多因素：切勿让 ESD 在整个 PCB 上运行。 因此，在金属外壳的入口点分流 ESD 是明智的。 这是通过将10nF/1kV 保护罩从去耦合保护罩的接地点安装到金属外壳来实现的。

更好的方法是为二极管夹(和 ESD！)配备一个单独的去耦帽 在信号入口点处，以使 OPAMP 有一点距离。 将10nF/1kV 保护罩移至二极管夹的去耦保护罩。 所有这些 ESD 电流都有“脏区域”(并最终增加了低通滤波)，并将 OPAMP 安装在一定的“安全”距离内。

请勿误会，光电放大器的 ESD 等级在处理和组装过程中仅提供一些轻微保护，但它们未提供足够的保护来防止受61000-4所涵盖的工业 ESD 事件。 因此，当 OPAMP 的引脚接触到恶劣的工业环境时，必须采取额外的保护措施。

凯

尊敬的凯，感谢您花时间撰写本回复。 不幸的是，它没有回答这两个问题中的任何一个。 我没有问过传统的 ESD 对策，而是问了 OPA145规定的 HBM 规格的详细信息。

我非常了解如何安全地处理 ESD。 但是，有时这些常规的反措施不能像在这种情况下那样使用。 特别是，由于泄漏要求，我无法使用导轨夹，因此我必须依靠系列阻抗来限制 ESD 电流。 回到我的问题->对于通常非常短的 ESD 持续时间，由于 HBM ESD 等级，*内部* ESD 二极管能否处理数据表中建议的10 mA 以上？

托比亚斯，你好

是的，当然，它们处理的电流是否超过10mA，但只能持续一小段时间。

电流限制电阻器可用于防止高 ESD。 但请记住，ESD 可以跨电阻器电弧，不仅可以跨外部电阻，也可以跨螺旋绕组内部电阻。 因此，您需要串联放置多个电阻器和/或使用专门用于处理 ESD 的所谓碳成分电阻器。 碳成分电阻器没有螺旋线或绕组，但由固体碳膜制成。

您计划采取哪些保护措施？ 您能显示示意图吗？

凯

没有原理图，但希望得到详细的描述：设备接口具有连接到保护环的分流二极管，因此它并非完全没有并行保护。 但是，对于 ESD 冲击，由于分流二极管中的电流过大，对于 8kV 61000-4-2电击，接口节点电压仍将上升到~50 V，这超出了导轨35 V。 如果我在运算放大器前面加上1千欧系列电阻抗，则在撞击期间，输入电流将达到35 mA 峰值(~50-100 ns)。 有些人说，这足以导致闩锁，另一些人说：这是安全的，因为根据数据表第6.2节。 (HBM 坚固性)，ESD 二极管甚至可以在 ESD 冲击期间处理1 A。

因此，现在我希望 TI 能提供可靠的答案

托比亚斯，你好

如果电流峰值的持续时间确实与 ESD 事件一样短，那么1k 电阻器可能会发生这种情况。 但如果持续时间更长，电流应限制为10mA。 让我们看看 TI 对此的看法。

35mA 乘以100ns 使100nF 去耦合帽的电压上升 U = Q/C = 35mA x 100ns / 100nF = 35mV。 因此，这不会导致相关的反向电流问题。

还有另一种方法可以使用滤波器盖在1k 电阻器后面发出接地信号。 100nF 可能会吸收 ESD，导致电压增加35mV。 即使是一个更小的盖子也会很有帮助。

凯  

唯一可以实际用于分流的节点是防护节点，即使如此，也不适用于任何组件。 在室温下，最大泄漏量应低于1 PA 防护装置和接口节点之间的1 mV 差。 许多偏置为1 mV 的二极管的电流已经超过1 PA。 无论如何，电容器/二极管到 VDD/VSS/GND 都会产生太多的泄漏。

是的，很难找到具有次 PA 泄漏电流的组件。

您可以增加1k 电阻吗？

凯

而不是因为它会降低输入噪音。 非常感谢！ 但是，我来这里不是为了让输入电流低于10 mA，而是问在 ESD 冲击期间超过10 mA 是否正常——在部件通电的情况下。

托比亚斯，你好

关于您的问题：

OPA145数据表指定，根据2 kV 人体模型，设备引脚具有 ESD 坚固性。

1)放大器通电时是否会出现这种情况？

不会。2kV HBM 适用于无源，电路外处理和装配环境。

2)这是否意味着输入保护二极管可以在没有附加组件的情况下直接暴露在2 kV，100 pF，1.5 kOhm 的电击之下？ 很明显，产生的电流超过1 A 约50 ns，远高于10 mA 的绝对最高额定值。

OPA145 ESD 保护电路 HBM 额定值符合既定 的100 pF，1.5 kOhm，7500 NH 系列型号，该型号旨在模拟 电路外处理和组装 ESD 条件。 峰值电流可能非常高，在该条件下的安培范围内，但如上所述，持续时间为十毫纳秒。 ESD 二极管可能会在电路内电气过压(EOS)条件下发生，在该条件下可以打开它们。 在这种情况下，这可能是直流条件 ，OPA145 ESD 二极管可以处理高达10 mA 的连续电流。

 此致，托马斯

精密放大器应用工程

感谢托马斯提供的信息！

只有一句话对我来说有点不清楚，但对我的理解来说似乎非常重要：

请您详细说明一下吗？ 互联网上的许多消息来源一致认为，10 mA 是直流过压的典型绝对最大值。 但我不是在问电路中 DC 过应力行为，而是在问电路中61000-4-2 ESD 合规性，这是一项严格控制的测试。 时间配置文件与 HBM ESD 测试非常相似，但主要区别在于设备会通电。 TI 自己的文档(https://www.ti.com/lit/an/slya014a/slya014a.pdf)表明，在 CMOS IC 中，寄生 SCR 的传输频率为~1MHz。 我想模拟集成电路的速度可能会更慢，因为模拟电路不是很紧。 那么，您认为 DC 过度应力是什么？ 1µs？ 10 ns？

电路在通电时是否会经受50 ns 的事件，该事件会通过输入 ESD 二极管推动~50 mA，还是会出现延迟？

托比亚斯，你好

我知道这不能回答你的问题。 但是，无论如何，我会采用2N4117并构建一个二极管夹，如 OPA627的数据表中所示：

如果只允许1k 系列电阻器，我会将其拆分为二极管钳前面的510R 电阻器，以限制通过 FET 的电流，并限制二极管钳和 OPAMP 输入之间的第二个510R 电阻器。

此二极管夹钳的目的不仅是保护 OPAMP 免受有限的 ESD 影响，还可以针对您所不想发生的所有情形提供保护。 考虑在断电期间应用输入电压，应用非有限 ESD 和各种不正确的连接。

凯