电气过应力(eos)描述了由超出设备规格限制的电流或电压引起的电气设备损坏。但是,让我们进入底线。热损伤表现为明显熔化或烧焦的金属、碳化模塑料和其他热损伤迹象,例如金属线和熔化或汽化的键合线。
在电气方面,该器件以多种方式表现出灾难性故障:供应或吸收过多的电源电流,表现为电源电压和接地之间的低电阻,电源或接地的输入或输出引脚短路,或与一个或多个引脚的开路连接,以及在大多数情况下,功能故障。eos事件可以是短暂的,只持续几毫秒,也可以持续到超出规格的情况持续存在。eos可以由单个非重复性事件产生,也可以是正在进行的周期性或非周期性事件的结果。
在之前的博客中,“使用esd电路解决所有问题?买家当心!“我们了解到emi信号会干扰并使用简单的运算放大器(op-amp)造成严重破坏。在该系统中,将电路信号添加到注入的emi事件中,使器件的输入级超出电源规格。
eos事件的另一个应用场景是运算放大器的输入信号先于电源电压。缓冲器配置的放大器容易受到这一系列上电事件的影响(图1)。
图1.缓冲器配置中的单电源放大器。
请看图1,想象电路板的输入电阻为零欧姆。输入电压(v在) 和随后的电流 (i在) 穿过信号非常小的源电阻 (rs),然后直接进入运算放大器的同相输入。在理论放大器缓冲器配置中,放大器输出电压(v外) 将匹配放大器输入电压。实际上,电源电压较晚,放大器的压摆率会减慢这一过程。
如果输入源通过放大器的电流不受控制,这种情况可能会损坏输入esd保护内部晶体管。例如,假设电源在 50ms 内从 0v 缓慢斜坡上升至 5v,而 3.5v 输入信号在电源开始斜坡后 5ms 施加(图 2)。
图2.潜在不良 eos 事件的时序图。
在图2中,这种情况的问题是输入最初高于正电源轨电压。该高压接通放大器的正esd二极管,初始电流尖峰大于30ma。在电流尖峰之后,电流从大约17.5ma缓慢衰减至0ma。这种衰减一直持续到电源和输入之间的电压差略小于0.6v。如果输入源(v在) 具有低阻抗 (rs),并可以提供电流,然后有潜在的有害电流流过ic走线、esd二极管和键合线。
这个美丽的模拟指出了问题;但是,在现实生活中,放大器的走线和结点会被破坏。所以,让我们解决这个问题。通过包括 10kw 至 100kw 串联输入电阻 (r在),它将保护输入电路免受损坏。使用输入串联电阻时,放大器输入端的电压将降低r在 x i在。
eos在过压、过流条件下会对组件造成热损坏。目前,没有针对eos条件的行业测试标准。为避免 eos 麻烦,请在上电和断电活动期间控制电源斜坡并监控 i/o 引脚的状况。正如我们在上一篇博客中所了解到的,可以屏蔽敏感的高阻抗走线免受emi的影响。
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