Mètodes per protegir el PCB dels danys per ESD
Jun 08, 2021
Aquí demostrarem que les peces analògiques amb geometries més grans són les més adequades per protegir les matrius de portes programables de camp (FPGA) amb les seves geometries més petites.
Les grans estructures d'acer, els cotxes, les muntanyes i fins i tot les persones poden sobreviure als llamps atmosfèrics reals. Els humans també poden crear els seus propis llamps en miniatura (espurnes) i sobreviure. Tanmateix, quan aquestes espurnes arriben a l'IC, poden provocar errors importants. Cal protegir els transistors a escala nano-per tal que es puguin estalviar fins i tot sota espurnes humanes.
Els microprocessadors han estat augmentant la densitat dels semiconductors digitals durant molt de temps. La tecnologia de fabricació ha donat lloc a transistors cada cop més petits. El 1971, es va introduir la unitat de processament informàtic (CPU) Intel® 4004 amb una mida geomètrica de 10 µm. A les dècades de 1980 i 1990, aquest procés va fer que el volum de la peça fos més petit que el volum dels bacteris. El 2012, la densitat dels circuits integrats era 1,000 vegades menor que la tecnologia del 1971, i les funcions del xip eren més petites que els virus. El 2012, la gent pot comprar un FPGA-de 28 nm i paquets de transistors de 6.800 milions, i s'espera que la densitat es dupliqui en els propers anys. Els transistors petits estan ben empaquetats i necessiten funcionar a baixes tensions (normalment 1 V i per sota) per controlar la calor generada.
Per veure a través de 28 nm, presteu atenció al zero: és una 2,8 bilionèsima part d'un metre (0.000000028). Que la distància entre San Francisco i Nova York representi un metre (uns 4000 quilòmetres o 2500 milles). 28 milles nàutiques (una de 36 milions de peces) són ara 0,11 metres o 4,4 polzades. Quants llamps ha de fer malbé un aparell d'una mida geomètrica tan petita? Com protegir aquesta FPGA necessària i útil?
La resposta senzilla és utilitzar dispositius d'interfície d'E/S que uneixen el món digital i analògic. Les dimensions geomètriques dels circuits integrats-de senyal mixt analògic són relativament grans (de 10 a 100 vegades més grans que els circuits integrats digitals) i tenen una tensió més alta (generalment de 20 a 80 V o més), cosa que els fa més robusts que en miniatura. transistors digitals.