1)增加限流电阻或泄放电阻的保护措施
增加限流电阻或泄放电阻的保护措施见图2,在图2中R1,R2及R5是限流电阻,对CMOS器件选0.2~10 kΩ左右,R3及R4及并联的电容C1和C2对防静电有好处。必须说明增加泄放电阻及电容后会影响输入波形的,电容要小。
2)隔离保护措施
这里有几种方案,把进入CMOS输入端的静电用各种方法隔离或吸收。
①采用射极跟随器的隔离保护如图3所示。
图3中R1、R2和R4大约0.5~2 kΩ,因为这个电阻很小,到达输入端及输出端的静电荷,通过R1、R2和R4很快就吸收掉。但有时影响输出波形,使用时应注意。
②采用互补放大器的隔离保护如图4所示。
这种方法对输出波形影响小,但增加器件数目,互补三极和参数要对称一致,必须进行配对测试。
③采用光电耦合器的隔离保护。
把图4的互补放大器换为光电耦合器,减少了配对测试的必要性。
3)增加稳压器或瞬变电压抑制二极管保护CMOS栅极避免电击穿
如CMOS电源电压为10 V,增加15 V左右的稳压管;如CMOS电源电压为5 V,增加7 V左右的稳压管,不仅可以加在CMOS的输入端或输出端,还可以加在CMOS的电源端,如图5所示。
因为静电不是直流电,是很快可以吸收而消除的,如果有几百伏或几千伏的静电接触,如图5中CMOS的输入端、输出端或电源端,那么D1、D2、D3和D4立刻击穿导通,把静电吸收掉。
3 结束语
通过上述几种方法,能够有效的消除静电对CMOS器件的损伤,不过都是以增加元器件的数量以及牺牲输入信号的质量为代价。但如果元器件选用得当,在多数情况下只会牺牲很少的输入信号质量,而使CMOS器件免受静电损伤。
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(责任编辑:蚂蚁) |