[FAQ] [参考译文] 有没有 ESD 二极管会发生闩锁现象？

在 ESD 环境中、闩锁是指在 ESD 冲击经过后由于连续导通而使保护器件发生电气过载的情况。 这可能会损坏 ESD 二极管并影响信号传输。

总之、如果在额定反向工作最大电压(VRWM)下运行、浅反向二极管不会发生闩锁。 但是、使用深度迅速反向二极管时、当线路电压高于保持电压(VHold)和线路电流高于保持电流时、在 ESD 冲击后可能发生闩锁。

更多详细信息如下：

在 ESD 冲击期间、ESD 二极管可能会出现临时的负电阻、其中电压会"迅速反向"到保持电压。 下方显示了保持电压(VH)和反向工作电压(VRWM)的两个示例 IV 图。

迅速反向是 VH 和 VBR 之间的差异、存在浅(左)和深迅速反向(右)。 当需要较低的钳位电压时、深度迅速反向是有益的。 但是、深度迅速反向产生闩锁的风险最高。

请注意、上面两个图表中都标记了 VRWM 的位置。 对于浅反向二极管(左)、VRWM 低于 VH。 对于深度迅速反向(右侧)、VRWM 高于 VH。

在 ESD 冲击期间、当电压电平超过电压击穿(VBR、也称为电压触发器)时、会发生迅速反向、二极管会按照设计将电流分流至接地。 在此期间、二极管会短暂进入锁存状态、在该状态下、危险电流水平会从受保护系统中分流。 该时间范围从纳秒到微秒不等。

浅扣式：

对于浅型迅速反向 ESD 二极管、VH 明显高于工作电压(VOP)、因此没有闩锁的风险。

选择 ESD 二极管来保护系统免受上述任意类型的迅速反向时、VOP 不应超过 VRWM。

深度快退：

必须以不同的方式处理深度迅速反向二极管。 当器件例行在 VH 和 VBR 之间运行时、在发生 ESD 冲击等触发事件后、它有机会保持锁存状态。

在这些条件下、一个深度迅速反向器件将会闩锁：二极管完成传导 ESD 冲击、线路上的电压保持在 VH 以上、线路上的电流高于保持电流(IHold)。 如果在 ESD 冲击后电压没有下降到低于 VH、则二极管将继续将电流分流到地。

发生闩锁时、可能存在软故障或硬故障。 当数据线返回到低电平或隐性状态(即0位)时、软故障可能会复位。 硬故障是指二极管由于长时间承受的高电流而永久损坏。 由于 ESD 二极管无法长时间维持高于 IHold 的电流、因此这种情况会使系统不受保护。  

示例：

为了确定二极管是否存在闩锁风险、我们以 ESD321 为例。 要查找迅速反向变化的类型、请观察下面突出显示的电气特性。

此处我们可以看到、VRWM 为3.6V、VHold 为5.1V。 由于 VRWM 小于 VHold、因此该器件具有浅型迅速反向。 假设工作电压不超过 VRWM、则不存在闩锁风险。

其他资源

• 有关闩锁的更多信息、请查看 闩锁白皮书
• 深度迅速反向 ESD 电路保护二极管的危险性
• ESD 保护布局指南