This thread has been locked.

If you have a related question, please click the "Ask a related question" button in the top right corner. The newly created question will be automatically linked to this question.

[参考译文] ESD204:I/O 检测电路的利用率- Snapback Implications

Guru**** 2385820 points
Other Parts Discussed in Thread: TPD4E02B04, ESDS311
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/interface-group/interface/f/interface-forum/1488957/esd204-utilization-on-i-o-detection-circuit---snapback-implications

器件型号:ESD204
主题中讨论的其他器件:TPD4E02B04StrikeESDS311

工具与软件:

您好!

去年我创建了这个论坛帖子:  

ESD204:I/O 检测电路以及 I2C 的使用

在最终回到这个问题后、我还有几个其他问题/评论。

  1. 由于 EOS 事件、最初使用的 ESD8004 (ON Semi)出现了故障、我分析了2个、均可疑引脚(引脚2)和 GND 之间发生了短路、2个引脚中的一个具有开路的保险丝键合线。
  2. 考虑到您对 Snapback 的评论,On Semi 支持团队还提到 Snapback 关于"典型问题"。  我一直在阅读大量文章、能够理解我的电压始终存在(3.3V 或大约1.8V 的分压电压)、因此如果我们快速复位、我们可能会处于该区域、此时会发生闩锁。  然而,ESD8004有一个闩锁的保持反向电流25mA ,我不在那里,所以我认为闩锁的可能性不大。
    1. 我阅读的其中一篇简短文章是来自 TI SSZTAW9 (深度迅速反向 ESD 电路保护二极管的危险)、其中提到了各种元件。  我有兴趣利用这些具有低电容的分立式 ESD 元件中的更多元件。  我有一些线路是 I/O (就像这些检测线路)、还有一些线路是 I2C/SMBus。
    2. 您之前提到过  TPD4E02B04、但如果我不需要它、我将去除这个微小的车身组件。  如有必要、很难返工、我在 PCBA 上有实际的房间。
  3. 我遇到的一个问题是、我无法重新创建此故障。  我已经测试了电池与充电器的重复连接、这会触发此电路、但这个特定引脚也具有 ESD 保护(到目前为止只达到2kV)、并且我没有看到任何锁存类型的行为。  除非我功能有限。

您能不能让我看到更多的变化、以及 TI 如何才能更好地提供有关此电路的适当 ESD 保护的见解?

这里还是我的整个电路。 故障点是26V 检测(ESD8004的引脚2/9)、电池侧并联了一个12k 下拉电阻和一个0.1uF 电容器、因此当插入电池时、电压会下降、并"检测到"电池。

提前感谢您的额外帮助

Mike

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    尊敬的 Mike:  

    我会尽力解答所有问题、并有一些问题需要澄清。  

    1.当 ESD8004最初损坏时,发生了什么 EOS 事件,是否发生了 ESD 电击?

    2.您曾提到、您有兴趣使用分立式 ESD 二极管、但不想使用 TPD4E02B04。 您想在此处仅推荐最好的器件吗? 我最初推荐 TPD4E02B04、因为它与 ESD8004是相同的封装。  

    3. 2kV 是许多器件中 HBM (人体放电模型) ESD 等级的标准截止值、因此我建议将 kV 等级提高至至少4或8、以查看您是否可以重现故障。  

    此致!

    McKenzie

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、McKenzie

    感谢您如此快速地回复我。  下面是我对您的问题的回答:

    1.当 ESD8004最初损坏时,发生了什么 EOS 事件,是否发生了 ESD 电击?

    我不敢肯定、我所知道的只是我们已经看到的故障、如果我们移除二极管、症状/故障就会消失。  我们可以看到、在未连接电池的情况下、该节点(比较器输入)上的电压降至3.15V 以下、这意味着二极管部分导通。  我们发现一些短路、因此该节点上的电压为0V (在比较器输入端)、而一些电压约为3V、这意味着它导通缓慢。  在我们拥有的最后一批6个器件中、我们将2个器件发送到 OnSemi、他们发现我提到过并且刚刚说过"由于电过应力(EOS)事件而损坏、并且曲线迹线测试短路失败。  所以,由于 ESD 在充电器上,当没有电池,或重复插入/取出电池,我不知道发生了这种情况。  电池有一个扁平出售引脚、充电器有一个尖端的弹簧针、因此在对接发生时肯定会发生一些弹跳。

    2.您曾提到、您有兴趣使用分立式 ESD 二极管、但不想使用 TPD4E02B04。 您想在此处仅推荐最好的器件吗? 我最初推荐 TPD4E02B04、因为它与 ESD8004是相同的封装。  

    自从上一次沟通后、我们发现故障越来越多、更换这些元件成为一项挑战、这就是为什么我想知道可能更易于更改的分立式元件、例如0603/0402尺寸的封装。  此外、我不确定对于像这样的简单 I/O 电路与 SMBus 电路、您会收到不同的建议、而"一体通用"方法是不是应该采用的?  对于单个组件、我认为它们针对具体的 ESD 保护功能进行了更多调整。  一直在阅读白皮书,希望从市场上的专家那里得到一些关于适当的解决方案的建议。  更大的器件是否可提供更高的功率能力、从而提供可获取更多跳动的更稳健解决方案?  此外、我必须更新该设计以添加另一个非常相似的电路、因此无论如何4通道都需要为5通道。

    3. 2kV 是许多器件中 HBM (人体放电模型) ESD 等级的标准截止值、因此我建议将 kV 等级提高至至少4或8、以查看您是否可以重现故障。

    我今天就这样做、并报告情况

    谢谢!

    Mike

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    尊敬的 Mike:  

    感谢您的澄清。 请参阅以下内容以了解我的回复:

    "我不敢肯定、我知道的只是我们已经看到的故障、如果我们移除二极管、症状/故障就会消失。  我们可以看到、在未连接电池的情况下、该节点(比较器输入)上的电压降至3.15V 以下、这意味着二极管部分导通。  我们发现一些短路、因此该节点上的电压为0V (在比较器输入端)、而一些电压约为3V、这意味着它导通缓慢。  在我们拥有的最后一批6个器件中、我们将2个器件发送到 OnSemi、他们发现我提到过并且刚刚说过"由于电过应力(EOS)事件而损坏、并且曲线迹线测试短路失败。  所以,由于 ESD 在充电器上,当没有电池,或重复插入/取出电池,我不知道发生了这种情况。  电池有一个扁平的销,充电器有一个尖的弹簧针,所以当配对发生时肯定会发生一些反弹。"

    说实话、电气过载事件是一种非常典型的响应、因为除非您在超出 ABX 最大值或超过 ESD 额定值的情况下运行、否则很难损坏 ESD 二极管。 是现场故障还是在测试中发现 ESD8004故障? 另外、我可能已经问过、但电路中是否有其他任何损坏、还是只是 ESD8004?

    "自从上次沟通以来、我们遇到了更多的故障、更换这些组件是一项挑战、这就是为什么我想知道可能更易于更改的分立式组件、例如0603/0402尺寸的封装。  此外、我不确定对于像这样的简单 I/O 电路与 SMBus 电路、您会收到不同的建议、而"一体通用"方法是不是应该采用的?  对于单个组件、我认为它们针对具体的 ESD 保护功能进行了更多调整。  一直在阅读白皮书,希望从市场上的专家那里得到一些关于适当的解决方案的建议。  更大的器件是否可提供更高的功率能力、从而提供可获取更多跳动的更稳健解决方案?  此外、我必须更新此设计以添加另一个非常相似的电路、因此无论如何4通道都需要是5通道。"

    我会使用"一刀切"的方式来处理它。 我们确实有一些器件可能更适合某些应用或接口、例如 CAN 或 LIN、但您仍然可以将其用于不同的应用。 更高的功率功能实际上只对 SMA、SMB 和 SMC 等 TVS 二极管发挥作用、这是因为它们的封装尺寸非常大、在浪涌电流方面更具稳健性。  

    只要您不需要低电容、我就会想到的一种器件是 ESDS311。 它是采用 SOD323封装的单通道器件、具有高 ESD 性能和浪涌性能。 如果封装过大、我们可以查看其他选项。  

    此致!

    McKenzie

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、McKenzie

    看到我的红色回答、感谢您的帮助!

    "我不敢肯定、我知道的只是我们已经看到的故障、如果我们移除二极管、症状/故障就会消失。  我们可以看到、在未连接电池的情况下、该节点(比较器输入)上的电压降至3.15V 以下、这意味着二极管部分导通。  我们发现一些短路、因此该节点上的电压为0V (在比较器输入端)、而一些电压约为3V、这意味着它导通缓慢。  在我们拥有的最后一批6个器件中、我们将2个器件发送到 OnSemi、他们发现我提到过并且刚刚说过"由于电过应力(EOS)事件而损坏、并且曲线迹线测试短路失败。  所以,由于 ESD 在充电器上,当没有电池,或重复插入/取出电池,我不知道发生了这种情况。  电池有一个扁平的销,充电器有一个尖的弹簧针,所以当配对发生时肯定会发生一些反弹。"

    说实话、电气过载事件是一种非常典型的响应、因为除非您在超出 ABX 最大值或超过 ESD 额定值的情况下运行、否则很难损坏 ESD 二极管。 是现场故障还是在测试中发现 ESD8004故障? 另外、我可能已经问过、但电路中是否有其他任何损坏、还是只是 ESD8004?

    在大多数情况下、这似乎只是 ESD8004故障。 然而、我有一些关于 MCU 短路或 DAC 短路的报告、但我正在尝试关联该数据以确定是与此 ESD8004器件还是具有5.6V 齐纳二极管的旧型号相关。  我知道今天我确实运行了 ESD 测试、我没有看到 ESD8004表现出任何"锁存"的迹象、但在-8kV 时、我们确实看到 I2C DAC 开始将 SDA/SCL 线路保持在低电平并锁定、然后当我们复位电源时、这会消失。  热像仪下方的 DAC 很热、下电上电时正常。  我移除了 DAC 以查看是 DAC 锁住线路、还是 ESD8004锁住线路、然后我真的无法让它失败。  最终我确实遇到了 MCU 故障、我的 SCL 线路被保持在低电平或更低电平、有时它会在下电上电期间复位、但随后又降至<1V。  很奇怪、我一直在破坏26V 检测信号、我发现它没有问题!

    "自从上次沟通以来、我们遇到了更多的故障、更换这些组件是一项挑战、这就是为什么我想知道可能更易于更改的分立式组件、例如0603/0402尺寸的封装。  此外、我不确定对于像这样的简单 I/O 电路与 SMBus 电路、您会收到不同的建议、而"一体通用"方法是不是应该采用的?  对于单个组件、我认为它们针对具体的 ESD 保护功能进行了更多调整。  一直在阅读白皮书,希望从市场上的专家那里得到一些关于适当解决方案的建议。  更大的器件是否可提供更高的功率能力、从而提供可获取更多跳动的更稳健解决方案?  此外、我必须更新此设计以添加另一个非常相似的电路、因此无论如何4通道都需要是5通道。"

    我会使用"一刀切"的方式来处理它。 我们确实有一些器件可能更适合某些应用或接口、例如 CAN 或 LIN、但您仍然可以将其用于不同的应用。 更高的功率功能实际上只对 SMA、SMB 和 SMC 等 TVS 二极管发挥作用、这是因为它们的封装尺寸非常大、在浪涌电流方面更具稳健性。  

    只要您不需要低电容、我就会想到的一种器件是 ESDS311。 它是采用 SOD323封装的单通道器件、具有高 ESD 性能和浪涌性能。 如果封装过大、我们可以查看其他选项。  

    我很适合该应用的封装尺寸、并且每行使用1个。  您认为像我在原理图中显示的那样、在 SMBus 或 I/O 线路上这样的设计没有问题?  是否有快速复位?   

    安装一个 50欧姆的直列式电阻器是否有任何值?  我知道这可能会略微改变 SMBus"低"、但降低流入 ESD 器件的电势电流会有所帮助吗?  或者这会降低 ESD 二极管的有效性吗?  

    我很感谢我们的支持、当我无法确定为什么我的部件一开始就失败时、指定一个新部件有点不方便!

    谢谢

    Mike

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    尊敬的 Mike:  

    请参阅以下内容:

    "我不敢肯定、我知道的只是我们已经看到的故障、如果我们移除二极管、症状/故障就会消失。  我们可以看到、在未连接电池的情况下、该节点(比较器输入)上的电压降至3.15V 以下、这意味着二极管部分导通。  我们发现一些短路、因此该节点上的电压为0V (在比较器输入端)、而一些电压约为3V、这意味着它导通缓慢。  在我们拥有的最后一批6个器件中、我们将2个器件发送到 OnSemi、他们发现我提到过并且刚刚说过"由于电过应力(EOS)事件而损坏、并且曲线迹线测试短路失败。  所以,由于 ESD 在充电器上,当没有电池,或重复插入/取出电池,我不知道发生了这种情况。  电池有一个扁平的销,充电器有一个尖的弹簧针,所以当配对发生时肯定会发生一些反弹。"

    说实话、电气过载事件是一种非常典型的响应、因为除非您在超出 ABX 最大值或超过 ESD 额定值的情况下运行、否则很难损坏 ESD 二极管。 是现场故障还是在测试中发现 ESD8004故障? 另外、我可能已经问过、但电路中是否有其他任何损坏、还是只是 ESD8004?

    在大多数情况下、这似乎只是 ESD8004故障。 然而、我有一些关于 MCU 短路或 DAC 短路的报告、但我正在尝试关联该数据以确定是与此 ESD8004器件还是具有5.6V 齐纳二极管的旧型号相关。  我知道今天我确实运行了 ESD 测试、我没有看到 ESD8004表现出任何"锁存"的迹象、但在-8kV 时、我们确实看到 I2C DAC 开始将 SDA/SCL 线路保持在低电平并锁定、然后当我们复位电源时、这会消失。  热像仪下方的 DAC 很热、下电上电时正常。  我移除了 DAC 以查看是 DAC 锁住线路、还是 ESD8004锁住线路、然后我真的无法让它失败。  最终我确实遇到了 MCU 故障、我的 SCL 线路被保持在低电平或更低电平、有时它会在下电上电期间复位、但随后又降至<1V。  很奇怪、我一直在破坏26V 检测信号、我发现它没有问题!

    您是否碰巧有可以共享的设计文件? 如果您冲击了26V 检测信号、但发现 SCL 线路上存在问题、则可能是发生耦合的布局问题。  

    "自从上次沟通以来、我们遇到了更多的故障、更换这些组件是一项挑战、这就是为什么我想知道可能更易于更改的分立式组件、例如0603/0402尺寸的封装。  此外、我不确定对于像这样的简单 I/O 电路与 SMBus 电路、您会收到不同的建议、而"一体通用"方法是不是应该采用的?  对于单个组件、我认为它们针对具体的 ESD 保护功能进行了更多调整。  一直在阅读白皮书,希望从市场上的专家那里得到一些关于适当解决方案的建议。  更大的器件是否可提供更高的功率能力、从而提供可获取更多跳动的更稳健解决方案?  此外、我必须更新此设计以添加另一个非常相似的电路、因此无论如何4通道都需要是5通道。"

    我会使用"一刀切"的方式来处理它。 我们确实有一些器件可能更适合某些应用或接口、例如 CAN 或 LIN、但您仍然可以将其用于不同的应用。 更高的功率功能实际上只对 SMA、SMB 和 SMC 等 TVS 二极管发挥作用、这是因为它们的封装尺寸非常大、在浪涌电流方面更具稳健性。  

    只要您不需要低电容、我就会想到的一种器件是 ESDS311。 它是采用 SOD323封装的单通道器件、具有高 ESD 性能和浪涌性能。 如果封装过大、我们可以查看其他选项。  

    我很适合该应用的封装尺寸、并且每行使用1个。  您认为像我在原理图中显示的那样、在 SMBus 或 I/O 线路上这样的设计没有问题?  是否有快速复位?   

    安装一个 50欧姆的直列式电阻器是否有任何值?  我知道这可能会略微改变 SMBus"低"、但降低流入 ESD 器件的电势电流会有所帮助吗?  或者这会降低 ESD 二极管的有效性吗?  

    我很感谢我们的支持、当我无法确定为什么我的部件一开始就失败时、指定一个新部件有点不方便!

    否、我在 SMBus 或 I/O 线路上看不到任何此类问题、但每个都使用单独的 ESD 二极管可能是有益的。 ESDS311具有浅快速复位功能、但不应存在任何闩锁问题。  

    在 ESD 二极管之前添加电阻器将减少二极管看到的电流量、但我认为在这里不需要这样做、因为电流似乎不是问题。  

    希望我们能为您找到一个解决方案!  

    此致!

    McKenzie

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、McKenzie

    我请求您的友谊;我可以发送一些设计文件给您查看,我不想把它们放在论坛帖子中。

    谢谢

    Mike