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- ELETTRONICA OGGI 436 - MAGGIO 2014
COMPONENTS
ESD
svilupperà attraverso il componente, a scapito dell’efficien-
za della protezione dell’IC. Se la resistenza di serie è bas-
sa la tensione che si sviluppa ai terminali del componen-
te di protezione è minore e il livello di esposizione dell’IC
a tale tensione diminuisce. Questo valore più basso di
resistenza dinamica (valore di resistenza del componen-
te di protezione durante la fase di aggancio) permette di
deviare dall’IC verso terra più corrente di scarica, come
illustrato in figura 2. Gli Array di Diodi TVS di Littelfuse
sono progettati in modo tale da ottenere il valore di resi-
stenza più bassa, minimizzando la caduta di tensione che
si sviluppa attraverso il componente di protezione e mas-
simizzando la quantità di corrente che scorre attraverso
esso – invece che attraverso l’IC che deve essere protetto.
I vantaggi del silicio
In generale i dispositivi di protezione su silicio forniscono la
migliore protezione ESD grazie alla loro resistenza dinamica
più bassa nei confronti di tecnologie tipo polimeri, ceramiche
e così via. La resistenza dinamica tipica di componenti al si-
licio varia da 0.2 a 3.0
1
dipendentemente dal fornitore, men-
tre soluzioni di tipo ceramico (di uguale capacità) offrono re-
sistenze dinamiche di valore compreso in media fra 2
1
e 5
1
.
La figura 3 mostra la differenza di ener-
gia che viene “lasciata passare” fra un di-
spositivo al silicio e un varistore quando
viene iniettata una tensione ESD transito-
rio di 8 kV. Si può notare la differenza sia
fra i picchi di tensione iniziale sia fra la
tensione finale di clamping. La differenza
fra le due curve (indicata dalle frecce) è
l’energia risultante a cui l’IC o l’insieme
di integrati devono resistere per preve-
nire potenziali danni o un fallimento pre-
maturo.
Gli standard internazionali
Nonostante la grande varietà di dispo-
sitivi elettronici consumer – TV a LCD,
decodificatori, console per videogiochi,
telefonini intelligenti, tablet computer,
eReader, macchine fotografiche digitali,
riproduttori audio – e la loro continua
evoluzione, le porte o interconnessioni su questi di-
spositivi sono abbastanza comuni e richiedono una
protezione ESD, vista la loro funzione di interfaccia
verso il mondo esterno. Quasi tutti i prodotti di con-
sumo condividono alcune delle seguenti funzioni.
1) Ingresso/uscita AC
2) Ingresso/uscita DC
3) Gruppo di batterie
4) Tastiere/Pulsanti
5) Segnali video (HDMI, S-video, Video Composito, modulo
LCD)
6) Uscita Audio
7) Interfaccia dati a bassa velocità (USB1.1, IEEE 1394, RS
232C, RS 485)
8) Interfaccia dati ad alta velocità (USB2.0, USB3.0, 10BaseT,
100BaseT, 1000BaseT)
9) Ingresso CATV/uscita RF
Alcune di queste funzioni richiedono la conformità agli stan-
dard di sicurezza dei singoli Paesi e devono essere equi-
paggiate con protezione di sovracorrente e sovratensione.
Altre funzioni potrebbero necessitare la protezione da fat-
tori ambientali quali ESD, ma anche da scariche fulminee,
o EFT (electrically fast transients – transitori elettrici veloci)
causati da carichi induttivi molto alti nelle vicinanze quali
quelli da aspirapolvere che si accendono/spengono.
Dove è necessaria una maggiore protezione
Prodotti che sono connessi direttamente alla rete di alimen-
tazione (da 120 a 250 VACrms) potrebbero essere esposti a
transitori di scarica molto severi (fulmini, carichi che com-
Tabella 2 – Eventi ESD
Tensione
di scarica
Corrente di picco secondo
il modello HBM
Corrente di picco secondo
il modello IEC 61000-4-2
500V
0.33A
1.000V
0.67A
2.000V
1.33A
7.5A
4.000V
2.67A
15.0A
8.000V
5.33A
30.0A
Fig. 3 – Silicio vs. Varistori
