ESD防護電路設計-客戶案例說明

客戶發生 IC 腳有受損傷的案件，經過向客戶詢問其應用電路，客戶提供該腳位外部的電路如下：

初看客戶的電路後，覺得這電路本身就存在商榷之處，因為BJT 基極對射極導通時，只有大約 0.7V的電壓差，所以如果MCU pin2被設定為輸出埠，該腳位會被箝制較低的電位。
經過詢問客戶使用的情況，發現客戶要設定 O/P 輸出為 Open-Drain 時，會將 MCU Pin2 設定為輸出低電位；當要設定 O/P 輸出為低電位時，會將 MCU Pin2 設定為輸入腳位功能，此時 MCU Pin2 的電壓準位是由上拉電阻和 BJT 電路決定。
如此的使用也就不會有上述提到的問題產生。

客戶電路分析

BJT 內部為NPN結構，所以可以視為兩個相接的二極體，加上在C極與B極間存在一微小的寄生電容，系統分析電路如下：

當ESD為正電壓時，瞬時高壓會透過Ccb，直接影響到MCU Pin2
當ESD為負電壓時，瞬時高壓會透過Ccb或者C、B兩端的二極體，直接影響到MCU Pin2
如下圖所示：

 

建議客戶增加 ESD 防護電路

成本考量，建議客戶從串聯電阻的方式進行修改，於靜電迴路中加入 Rb 電阻，增加阻抗，便可有效低降低 ESD 的瞬時放電電流，達到增強 ESD 防護的作用。電路如下所示：