如何保护您的模拟前端看了就知道

　　何谓EOS？
　　EOS是一个通用术语，表示因为过多的电子通过相应路径试图进入电路，导致系统承受过大压力。有一点需要注意，这是一个随功率和时间变化的函数。
　　如果我们将复杂电路看作一个简单的消耗功率的元件，例如，将它视为一个电阻。在额定功率为1 W的1 Ω电阻上施加1.1 V电压，计算功耗的公式如下：
　　
　　计算得出，消耗的功率为1.21 W。虽然电阻的额定功率为1 W，但是可能存在一些余量，所以暂时不用担心这一点。但并不能够始终如此。
　　将电压增加到2 V，会出现什么情况？如果功耗达到之前示例的4倍，那么电阻可能会像一个空间加热器在很有限的时间内提高环境温度，但是请记住这个公式：
　　
　　如果将电压增加到10 V，但仅持续10毫秒呢？有趣的地方就在这里：如果不了解部件，以及设计处理部件的目的，您就无法真正了解会对该部件产生什么影响。现在，我们来看整个元件系统。

　　哪些部分易受EOS影响？
　　一般而言，任何包含电子元件的部分都容易受到EOS影响。特别薄弱的部分是那些与外界的接口，因为它们很可能是最先接触到静电放电（ESD）、雷击等的部分。我们感兴趣的部件包括USB端口、示波器的模拟前端，以及最新的高性能物联网混合器的充电端口等。
　　
　　图1. 8 kV时的理想接触放电电流波形。

我们如何知道要防范哪些问题？

虽然我们知道我们想要保护系统免受电气过载，但是这个术语太宽泛了，对于我们决定如何保护系统没有任何帮助。为此，IEC（以及许多其他组织）做了大量工作来弄清楚我们在现实生活中可能会遇到的EOS类型。我们将重点探讨IEC规范，因为它们涵盖广泛的市场应用，而与该规范相关的混乱状况也说明需要本文来厘清。表1显示了三个规范，它们定义了系统可能遇到的EOS状况类型。在本文中我们只对ESD做深入探讨，同时也会让大家熟悉电快速瞬变(EFT)和浪涌。



图2. 符合IEC61000-4-4标准的电快速瞬变4级波形。.
表1. IEC规范规范术语真实模拟特性IEC 61000-4-2静电放电(ESD))静电放电最高电压，最短持续时间，单次冲击IEC 61000-4-4电快速瞬变(EFT)外部开关元件（例如，电机的电感尖峰）高压，较短的持续时间，反复冲击IEC 61000-4-5浪涌雷击、电力系统 开关瞬变（例如升压转换器）)高压，最长持续时间

　　集成电路制造商没有对芯片实施ESD保护吗？
　　问题的答案既肯定又否定，并不那么令人满意。是的，这些芯片中的保护主要用于应对制造过程中的ESD，而不是在系统通电状态下的ESD。这一差异非常重要，因为在放大器连接电源和没连接电源时，其在遭受静电时的反应截然不同。例如，内部保护二极管可消除在无电源供电时对部件的静电放电冲击。 但是，当有电源供电时，对部件的静电放电冲击可能会使内部结构传导的电流超过其设计承受水平。这可能导致该部件损毁，具体由部件和电源电压决定。