用于确保信号完整性的ESD保护器件新结构

　　随着视频图像分辨率以及色彩深度的提高，数字视频信号的速率呈现越来越高的趋势，ESD(静电放电)保护器件作为高速数字信号接口如HDMI、DVI、USB等中必不可少的模拟元器件，一种发展趋势是采用IC制造工艺做成集成在单一芯片中的ESD保护器件阵列;另一种是采用分立元件制造工艺，做成分立的ESD保护器件。

　　ESD保护器件的新材料以及制造工艺的发展驱动力在于，既要具备很高的抗静电放电的能力，又要具有超低的电容。

　　传统ESD保护器件的局限性

　　最常见的ESD保护器件可以分为三类：聚合体、变阻器/抑制器以及二极管。

　　聚合体器件

　　聚合体因具有低于0.05～1.0 pF数量级的电容，它在高频应用中似乎具有吸引力，但是，这种低电容特性也带来了一些副作用。

　　聚合体击穿的触发电平远远高于钳位电平，典型的聚合体ESD保护器件的击穿电压高达500V，击穿之后迅速回复至高达150V的钳位电平。当电荷被释放后，聚合体才恢复高阻状态，这就需要花费很长的恢复时间。

　　变阻器和抑制器

　　变阻器和抑制器是非线性可变电阻器。抑制器存在的问题在于触发电压高、钳位电压高以及电阻高，典型的低电容抑制器的钳位电压范围150～500V，动态电阻在20~40Ω之间，从而导致大部分能量能够抵达受保护器件，而不是被旁路到地。此外，变阻器和抑制器存在的最大问题是每次ESD冲击之后，器件的电特性会发生变化，包括电容参数。

　　二极管

　　ESD保护二极管具有低的钳位电压、低电阻以及快速开启时间和更高的可靠性等特点，因此，能提供最佳的保护特性，最新的ESD保护二极管已经可以做到低于1pF的电容，因此，使之成为ESD保护的理想选择之一。许多公司提供针对ESD保护的二极管阵列。可是，片上ESD保护二极管存在的问题在于要进一步提高抗ESD冲击的能力有限，它更适合于便携式产品。

　　随着数字信号速率的提高，传统的ESD保护器件均存在一定的局限性，因此，有必要研究更为有效的ESD保护器件的新结构和新材料。

　　确保信号完整性对保护器件的

　　3个要求

　　ESD保护器件的设计和制造除了要遵循ESD保护准则之外，同等重要的就是ESD保护器件必须符合数据传输过程中确保信号完整性的要求。