Metódy ochrany PCB pred poškodením ESD

Tu dokážeme, že analógové časti s väčšími geometriami sú najvhodnejšie na ochranu polí programovateľných hradlových polí (FPGA) s ich menšími geometriami.

Veľké oceľové konštrukcie, autá, hory a dokonca aj ľudia dokážu prežiť skutočné atmosférické blesky. Ľudia môžu tiež vytvoriť svoje vlastné miniatúrne blesky (iskry) a prežiť. Keď sa však tieto iskry dostanú do integrovaného obvodu, môžu spôsobiť vážne poruchy. Nano{0}}tranzistory musia byť chránené, aby ich bolo možné ušetriť aj pod ľudskými iskrami.

Mikroprocesory už dlhú dobu zvyšujú hustotu digitálnych polovodičov. Výrobná technológia viedla k stále menším a menším tranzistorom. V roku 1971 bola predstavená počítačová procesorová jednotka (CPU) Intel® 4004 s geometrickou veľkosťou 10 µm. V 80. a 90. rokoch 20. storočia tento proces zmenšil objem časti ako objem baktérií. V roku 2012 bola hustota integrovaných obvodov 1,000-krát menšia ako technológia v roku 1971 a funkcie na čipe boli menšie ako vírusy. V roku 2012 si ľudia budú môcť kúpiť 28 nm{11}}kompatibilné FPGA a 6,8 miliardy tranzistorových balíkov a očakáva sa, že hustota sa v najbližších rokoch zdvojnásobí. Malé tranzistory sú pevne spojené a musia pracovať pri nízkom napätí (zvyčajne 1 V a menej), aby sa regulovalo generované teplo.

Ak chcete vidieť cez 28 nm, dávajte pozor na nulu: je to jedna 2,8 miliardtina metra (0.000000028). Nech vzdialenosť medzi San Franciscom a New Yorkom predstavuje jeden meter (asi 4000 kilometrov alebo 2500 míľ). 28 námorných míľ (jedna z 36 miliónov častí) je teraz 0,11 metra alebo 4,4 palca. Koľko bleskov musí poškodiť zariadenie tak malých geometrických rozmerov? Ako chrániť toto potrebné a užitočné FPGA?

Jednoduchá odpoveď je použiť zariadenia I/O rozhrania, ktoré premosťujú digitálny a analógový svet. Geometrické rozmery analógových integrovaných obvodov so zmiešaným{0}}signálom sú relatívne veľké (10 až 100-krát väčšie ako digitálne integrované obvody) a majú vyššie napätie (zvyčajne 20 V až 80 V alebo vyššie), vďaka čomu sú robustnejšie ako miniatúrne digitálne tranzistory.