EO-453

COMPONENTS

SIGNAL INTEGRITY

- ELETTRONICA OGGI 453 - APRILE 2016

Soluzioni per la protezione

dei circuiti elettronici

er generare un transitorio di corrente rapido ma non

trascurabile in una scheda elettronica è sufficiente

inserire o togliere un mezzanino ma può anche basta-

re l’accensione di un front-end a radiofrequenza oppure l’at-

tivarsi di un’interfaccia seriale ad alta velocità con l’arrivo

di un segnale sull’antenna o nel relativo connettore. Queste

semplici attività sono generalmente protette, ma cionono-

stante inducono un po’ di condensatori di disaccoppiamento

e un po’ di capacità parassite a scaricarsi contemporanea-

mente, generando un picco di corrente prevedibile a priori

su base statistica ma mai con assoluta infallibilità. Inoltre,

i segnali ad alta frequenza che si propagano nei circuiti

elettronici hanno sempre delle armoniche che, se non ade-

guatamente filtrate, possono sovrapporsi in fase e creare

picchi di tensione o di corrente non facilmente prevedibili

e generalmente noti come interferenze elettromagnetiche

(EMI), che alla radiofrequenza sono chiamate anche Radio

Frequency Interference (RFI).

Le più fastidiose fra le cause di sovratensioni o sovracorren-

ti rimangono, tuttavia, le scariche elettrostatiche (ESD), che

nascono per effetto triboelettrico quando a contatto con una

scheda o un circuito integrato sopraggiunge una sostanza

solida, liquida o gassosa, che ha negli atomi esterni deboli

energie di legame fra gli elettroni e i nuclei e perciò quando

tocca un metallo o un semiconduttore, che hanno general-

mente un’energia di legame più forte fra i loro elettroni e i

loro nuclei, tende a scaricare su questi un po’ di elettroni che

vi si aggregano istantaneamente, creando un picco energe-

tico del tutto imprevedibile, tanto nell’intensità quanto nella

durata. Per di più, le ESD sono diventate maggiormente pe-

ricolose proprio al diminuire della geometria di riga dei pro-

cessi di fabbricazione, perché a quanto pare fanno più danni

sui circuiti integrati recenti piuttosto che sui più datati, che

ne soffrono meno. In ogni caso, sia le EMI sia le ESD intro-

ducono nei circuiti elettronici degli improvvisi transitori di

tensione e/o corrente che somigliano molto a quelli generati

dai breakdown dei transistor e dei diodi anche se rispetto a

questi sono generalmente (ma non sempre) più deboli.

Un altro tipo di fastidio elettrico è il rumore che si genera

tutte le volte che fra due conduttori normalmente separati

nasce anche solo per alcuni istanti la possibilità di collegarsi

e trasferire radiazione elettromagnetica o elettroni dall’uno

all’altro per qualsivoglia meccanismo intervenga nello spa-

zio che li separa come, per esempio, l’eccessiva ionizzazio-

ne dell’aria circostante, la rottura dell’isolante intermedio, la

presenza di campi elettrici o magnetici e persino l’accensio-

Lucio Pellizzari

I sistemi elettronici sono talvolta colpiti da

eventi imprevedibili che possono modificarne

le funzionalità e vanno perciò protetti con

soluzioni circuitali in grado di salvaguardare

l’integrità dei segnali

Fig. 1 – Uniscono un varistore e un condensatore ceramico i nuovi AVX

CapGuard Automotive Series in package robusti e ottimi per proteggere

i circuiti dai forti transitori e dalle EMI/RFI