Effizienter und systematischer Schutz vor ESD
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Effizienter und systematischer Schutz vor ESD
Allerdings wirkt sich die Kapazität des Entstörbauteils nachteilig aus, wenn die Datenrate steigt. Beispiele für Hochgeschwindigkeits-Datenleitungen sind HDMI 1.3, USB 2.0, IEEE 1394 und Gigabit-Ethernet, die alle Übertragungsraten von über 100 MBit/s haben. Bei diesen Geschwindigkeiten filtert die Kapazität nicht nur die unerwünschten EMIStörungen heraus, sondern auch die Datensignale selbst. Die Datenwellenformen werden verzerrt und erhalten »gerundete« Flanken (Bild 3). Daraus ergeben sich Probleme bei der Datenintegrität, da der Empfänger das Datenbit nicht mehr korrekt erkennen kann. In einer Applikation mit hohen Datenraten ist daher ein ESD-Schutz erforderlich, der die Datenintegrität nicht beeinträchtigt.
Jobangebote+ passend zum Thema
Bei hohen Frequenzen
Ein derartiges Bauelement mit niedriger Impedanz, wie sie für eine minimale Verzerrung der Hochgeschwindigkeitssignale ausschlaggebend ist, ist Bestandteil der »PESD«-Familie von Tyco (Bild 4). Diese Entstörbauteile sind aus leitenden Partikeln hergestellt, die in einer nichtleitenden Matrix verstreut sind. Im normalen Betrieb sind der Leckstrom und die Kapazität sehr niedrig und zwar aufgrund der physischen Abstände zwischen den leitenden Partikeln. Wenn die Spannung eines ESD-Impulses die Auslöseschwelle überschreitet, erfolgt ein Überschlag über die leitenden Partikel hinweg, wodurch ein sehr niederohmiger Pfad entsteht. Die übliche Kapazität des PESD-Bauteils ist 0,20 pF bei 1 MHz mit einem maximalen Leckstrom von 10 nA. Die ESD-Fähigkeit laut IEC 61000-4-2 ist 15 kV (max.) für Berührungsentladung, 25 kV (max.) für Entladung über die Luft und 1 kA (min.) Stromstoßbeständigkeit (Berührung, Ebene 4, 8 kV).
Neben der Kapazität ist noch eine weitere parasitäre Eigenschaft zu berücksichtigen: die Induktivität. Dabei ist die parasitäre Induktivität der Leiterbahnen von Bedeutung, die Steckverbinder, Halbleiter und anderen Bauteile miteinander verbinden. Wie bezüglich der Kapazität bereits ausgeführt, sind niederfrequente Signale, die von Leiterbahnen stammen, von der Induktivität nicht betroffen. Aber bei hohen Frequenzen stellt die Induktivität einen Faktor dar, der die Signalintegrität beeinflussen kann. Eine geringe Leiterbahneninduktivität kann daher zu einer erheblichen Impedanz werden, wenn sie ein Hochgeschwindigkeitssignal (wie z.B. ESD) durchläuft. Der Entwickler kann dieses Phänomen zu seinem Vorteil nutzen, indem er so viel Abstand wie möglich zwischen das ESDEntstörbauteil und den zu schützenden Chip bringt.
- Effizienter und systematischer Schutz vor ESD
- Effizienter und systematischer Schutz vor ESD
- Effizienter und systematischer Schutz vor ESD
