Методи за защита на PCB от ESD щети
Jun 08, 2021
Тук ще докажем, че аналоговите части с по-големи геометрии са най-подходящи за защита на полеви програмируеми портални масиви (FPGAs) с по-малките си геометрии.
Големи стоманени конструкции, коли, планини, и дори хора могат да оцелеят истински атмосферни мълния. Хората също могат да създадат свои собствени миниатюрни мълния (искри) и да оцелеят. Въпреки това, когато тези искри достигнат IC, те могат да причинят големи неуспехи. Наномащабните транзистори трябва да бъдат защитени, за да могат да бъдат пощаден дори под човешки искри.
Микропроцесорите от дълго време увеличават плътността на цифровите полупроводници. Производствената технология е довела до по-малки и по-малки транзистори. През 1971 г. процесорният модул intel® 4004 (CPU) е въведен с геометричен размер 10 μm. През 80-те и 90-те години този процес прави обема на частта по-малък от обема на бактериите. През 2012 г. плътността на ЗОД е 1000 пъти по-малка от технологията през 1971 г., а функциите на чипа са по-малки от вирусите. През 2012 г. хората могат да си купят 28 nm-способни FPGA и 6,8 милиарда транзисторни пакета, а плътността се очаква да се удвои през следващите няколко години. Малките транзистори са плътно опаковани заедно и трябва да работят при ниски напрежения (обикновено 1 V и по-долу), за да контролират генерираната топлина.
За да видите през 28 nm, обърнете внимание на нула: това е една 2,8 милиардна от метър (0.000000028). Нека разстоянието между Сан Франциско и Ню Йорк Сити представлява един метър (около 4000 километра или 2500 мили). 28 морски мили (една от 36 милиона части) сега е 0,11 метра или 4,4 инча. Колко мълния трябва да бъде повредено устройство с такъв малък геометричен размер от мълния? Как да защитим това необходимо и полезно FPGA?
Простият отговор е да се използват i/O интерфейсни устройства, които мост на цифровите и аналогови светове. Геометричните размери на аналоговите смесени сигнални ЗОД са сравнително големи (10 до 100 пъти по-големи от цифровите интегрални схеми) и имат по-високо напрежение (обикновено 20 V до 80 V или по-високо), което ги прави по-здрави от миниатюрните цифрови транзистори .