Būdai, kaip apsaugoti PCB nuo ESD žalos

Čia mes įrodysime, kad analoginės dalys su didesnėmis geometrijomis labiausiai tinka apsaugoti lauko programuojamus vartų masyvus (FPGA) su mažesnėmis geometrijomis.

Didelės plieno konstrukcijos, automobiliai, kalnai ir net žmonės gali išgyventi tikrą atmosferos žaibą. Žmonės taip pat gali sukurti savo miniatiūrinį žaibą (kibirkštis) ir išgyventi. Tačiau, kai šios kibirkštys pasiekia IC, jos gali sukelti didelių gedimų. Nano masto tranzistoriai turi būti apsaugoti, kad juos būtų galima išgelbėti net ir po žmogaus kibirkštimis.

Mikroprocesoriai jau seniai didina skaitmeninių puslaidininkių tankį. Gamybos technologijos lėmė mažesnius ir mažesnius tranzistorius. 1971 m. buvo pristatytas "Intel 4004"® kompiuterių apdorojimo įrenginys (CPU), kurio geometrinis dydis buvo 10 μm. 1980-aisiais ir 1990-aisiais šis procesas padarė dalies tūrį mažesnį nei bakterijų tūris. 2012 m. IC tankis buvo 1000 kartų mažesnis nei 1971 m., O lusto funkcijos buvo mažesnės nei virusai. 2012 m. žmonės gali įsigyti 28 nm galinčius naudoti FPGA ir 6,8 milijardo tranzistorių pakuočių, o per ateinančius kelerius metus tikimasi, kad tankis padvigubės. Maži tranzistoriai yra sandariai supakuoti ir turi veikti žemoje įtampoje (paprastai 1 V ir žemiau), kad būtų galima kontroliuoti susidariusią šilumą.

Norėdami pamatyti per 28 nm, atkreipkite dėmesį į nulį: tai yra viena 2,8 milijardo metrų dalis (0,0000000028). Tegul atstumas tarp San Francisko ir Niujorko yra vienas metras (apie 4000 kilometrų arba 2500 mylių). 28 jūrmylės (viena iš 36 milijonų dalių) dabar yra 0,11 metrų arba 4,4 colio. Kiek žaibo turi būti pažeistas tokio mažo geometrinio dydžio prietaisas? Kaip apsaugoti šį būtiną ir naudingą FPGA?

Paprastas atsakymas yra naudoti I / O sąsajos įrenginius, kurie sujungia skaitmeninius ir analoginius pasaulius. Analoginių mišrių signalų IC geometriniai matmenys yra palyginti dideli (nuo 10 iki 100 kartų didesni nei skaitmeniniai integriniai grandynai) ir turi aukštesnę įtampą (paprastai nuo 20 V iki 80 V ar daugiau), todėl jie yra tvirtesni nei miniatiūriniai skaitmeniniai tranzistoriai .