沁感未知的秘密,人体西西

“雙二極管”是 IC 片上與片外最常見的 ESD 保護(hù)方法之一。該方法易于實(shí)現(xiàn)，占用面積最小，寄生電容小，漏電流也低，優(yōu)點(diǎn)很多。

但是，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，“雙二極管”方法卻有弊端。特別是接到 VDD 的“上二極管”，會(huì)影響到物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品電路的功能?！半p二極管”ESD 保護(hù)方法的局限主要有三點(diǎn)。

雙二極管式 ESD 保護(hù)

傳感器接口的電壓不同于 IC 供電電壓

有些物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中傳感器或致動(dòng)器（actuator）接口的信號(hào)處理電路比較特殊，這些接口電路的電壓有可能會(huì)超過 IC 供電電壓。當(dāng)信號(hào)電壓高于 VDD 加二極管導(dǎo)通電壓時(shí)，二極管會(huì)正向?qū)ǎ◤慕涌?pad 向 VDD 方向?qū)ǎ?，從而產(chǎn)生從傳感器到 VDD 的通路，引入電源噪聲。

開漏電路（open drain）連接IC 之間的通信

很多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，都有多顆 IC 共享一個(gè)通信通道的案例。I2C 就是這樣一種常見的傳感器通信接口。由飛利浦發(fā)明的 I2C 是一種多主、多從的單端串行總線。由于 I2C 通信只需要兩根線，所以成本很低。I2C 通信適應(yīng)性非常廣，連到 I2C 總線上的 IC 供電電壓不同（例如 3.3V、5V 或 1.8V）或者部分 IC 不供電，都不會(huì)影響 I2C 通信。

但是如果在 I2C 的兩根信號(hào) SDA 與 SCL 上加入連接到 VDD 的二極管做 ESD 保護(hù)，就需要使連接到 I2C 的所有 IC 都供電，并且供電電壓也要相同，否則相互之間就不能通信。

SoC 子系統(tǒng)需要進(jìn)入休眠狀態(tài)

通常情況，為了減少總漏電流，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)只有一小部分始終處于工作狀態(tài)，其他電路大部分時(shí)間是關(guān)閉的，整個(gè)系統(tǒng)只在新數(shù)據(jù)出現(xiàn)時(shí)才會(huì)工作一小段時(shí)間。

但傳統(tǒng)的“雙二極管”式 ESD 保護(hù)方法可能會(huì)讓漏電流加大。因?yàn)榧釉?IO 上的電壓可能會(huì)喚醒部分應(yīng)該休眠的功能模塊。SoC 內(nèi)部的 ESD 保護(hù)電路一樣會(huì)遇到類似的問題，芯片內(nèi)部不同區(qū)域之間通信時(shí)，IC 設(shè)計(jì)工程師會(huì)習(xí)慣性地加上雙二極管來保護(hù)內(nèi)部電路。如果沒有 ESD 保護(hù)，芯片內(nèi)部的敏感電路被打壞的可能性大幅增加，但是如果 SoC 中的子系統(tǒng)需要休眠，那么 IC 設(shè)計(jì)工程師需要考慮其他的 ESD 保護(hù)方法。