En el siguiente circuito, mi entendimiento es que cuando hay un pico o aumento en la línea de datos más alta que Vcc, el diodo superior conduce y el voltaje fluye hacia la ruta para proteger el circuito integrado / circuito cerrado.
Pero, ¿cómo fluye ese voltaje hacia el Vcc superior, que es probablemente una fuente de alimentación? ¿O me estoy perdiendo algo?
Hay fuentes de alimentación de "cuatro cuadrantes" que pueden hacer lo que piensas que no lo harán, pero incluso si la fuente no es tal, la energía irá a cargar la capacitancia entre Vcc y GND (ambas fuentes de alimentación Condensador de salida y desacoplamiento de la placa).
Esto es mejor que no tener protección porque la energía de un evento ESD se distribuye, por lo que la tensión es mucho menor en cualquier punto.
Vcc será un poco más alto por un momento, pero esto tiene poco efecto.
Lo que se está perdiendo son dos cosas, (a) que el pico de ESD se produce normalmente mediante un pequeño condensador ("cuerpo humano" aceptado industrialmente model is 100pF ) y por lo tanto es corto ( 100 ns típico ), y (b) que todos los rieles de suministro de energía tienen una gran cantidad de condensadores de derivación conectados (al menos 100,000 pF y mucho más). Por lo tanto, en el caso de un pico de ESD, la carga de corta duración se "absorbe" fácilmente por esos condensadores sin un aumento notable de Vcc.
De hecho, se recomienda encarecidamente que las tapas 0.1uF se coloquen lo más cerca posible de los diodos de protección ESD.
Si te refieres a cómo proteger una entrada de una sobretensión sostenida prolongada, la ruta de la señal debería tener un tipo de divisor de voltaje conmutable. Un ejemplo sería este patente de EE.UU. , donde un transistor N-MOS esencialmente desconecta la entrada cuando va por encima del umbral de voltaje de la puerta.
El objetivo principal de los diodos / dispositivos ESD es proteger el circuito interno que se encuentra en el bloque TTL CMOS en su figura. Un aumento en el voltaje en la almohadilla de E / S dañará los óxidos de la puerta de los mosfets / transistores en la trayectoria del circuito. Para evitar eso, los diodos actúan como una trayectoria resistiva muy baja para voltajes superiores a Vcc e inferiores a Gnd. Cuando la almohadilla se acciona con un voltaje mayor que Vcc, el diodo superior conduce una corriente enorme y protege completamente el circuito interno, ya que su impedancia de observación es bastante alta en comparación con las rutas del diodo. Lo mismo ocurre cuando la almohadilla tiene un pico de voltaje negativo.
La mayoría de los circuitos con tecnología CMOS tienen configuraciones basadas en ggNMos como protección ESD que actúa de manera similar al caso anterior.
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