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Leiditech TVS ARRAY 的ESD防护设计方法要点的详细资料概述
廖竹君
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在做原产品的静电（ESD）抗扰度4级试验，即接触放电±8kV时，发现以太网会中断，直到ESD干扰消除后才能恢复正常，如图1所示，这种现象不满足国网、南网标准中“实验过程中，以太网偶尔中断，但能自行恢复”的规定，CLASS B的要求。
有ESD设计经验的人一般都知道静电干扰途径主要为地传导、信号线+电源线+I/O线传输和空间辐射三种。针对以上三种干扰改进ESD设计的方法如下：
1）软件复位设计。增加软件看门狗，主循环坏死就reset；加状态检测判断寄存器/IO口状态是否正确，不对就reset。
2）增加保护目标ESD免疫力，即增强IC本身ESD防护能力，比如内置集成ESD。
3）降低减弱ESD放电对保护目标的冲击强度，比如在IC外围增加TVS管和防静电管等ESD防护器件，割地处理，对地并电容，及缩短走线距离等。
首先以太网芯片属于公司大批量使用的通用芯片，不应替代；其次软件看门狗/reset都已经做了处理，所以方法1和2都不可选，只能选择方法3。查看老版原理图发现原设计并未对以太网模块做所需的防ESD处理，只是在数字电源VCC和模拟电源AVCC上加了TVS管，而关键的差分信号TX+/TX-和RX+/RX-并没有设计ESD防护，所以需在差分信号端增加4个TVS管。
TVS管选型需要考虑以下因素：
1）大批量供货需考虑成本，一般而言，TVS管阵列比增加4个TVS管便宜；
2）封装小，节省Layout空间，方便布局，TVS管阵列会比4个TVS管的体积小很多；
3）ESD防护能力，必须大于国网、南网静电抗扰度4级，即接触放电±8kV，空气放电±15kV；
4）负载电容越低越好，能快速吸收ESD干扰。
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