手机设计中的抗电磁干扰和ESD防护技术

ESD器件防护工作原理这里介绍手机中比较常用的TVS管和压敏电阻。

一、ESD器件的主要性能参数1、最大工作电压(Max Working Voltage)允许长期连续施加在ESD保护器件两端的电压(有效值)，在此工作状态下ESD器件不导通，保持高阻状态，反向漏电流很小。

2、击穿电压(Breakdown Voltage)ESD器件开始动作(导通)的电压。

一般地，TVS管动作电压比压敏电阻低。

3、钳位电压(Clamping Voltage)ESD器件流过峰值电流时，其两端呈现的电压，超过此电压，可能造成ESD永久性损伤。

4、漏电流(Leakage Current)在指定的直流电压(一般指不超过最大工作电压)的作用下，流过ESD器件的电流。

一般地，TVS管的反向漏电流是nA级，压敏电阻漏电流是μA级，此电流越小，对保护电路影响越小。

5、电容(Capacitance)在给定电压、频率条件下测得的值，此值越小，对保护电路的信号传输影响越小。

比如硅半导体TVS管的结电容(pF级)，压敏电阻的寄生电容(nF级)6、响应时间(Response Time)指ESD器件对输入的大电压钳制到预定电压的时间。

一般地，TVS管的响应时间是ns级，压敏电阻是μs级，此时间越小，更能有效的保护电路中元器件。

7、寿命(ESD Pulse Withstanding)TVS技术利用的是半导体的钳位原理，在经受瞬时高压时，会立即将能量释放出去，基本上没有寿命限制；而压敏电阻采用的是物理吸收原理，因此每经过一次ESD事件，材料就会受到一定的物理损伤，形成无法恢复的漏电通道，会随着使用次数的增多性能下降，存在寿命限制。

二、TVS管(硅半导体)瞬态抑制二极管（Transient Voltage Suppressor）简称TVS，是一种二极管形式的高效能保护器件，利用P-N 结的反向击穿工作原理，将静电的高压脉冲导入地，从而保护了电器内部对静电敏感的元件。

电子通信产品的ESD防护设计作者：蒋锋来源：《消费电子·理论版》2013年第11期摘要：静电释放（ESD）对于各类电子产品而言，属于一项隐形杀手，电子产品在生产制造的过程中，会对电力通信产品释放出静电，不仅会对电子产品的正常使用造成一定的干扰，而且会使得电子通信产品中的各个电子元器件遭到损毁，使得电子通信产品在运行过程中出现各种问题，严重的还会造成运行事故。

所以，强化对电子通信产品的静电释放防护设计已经成为现如今电子产品设计过程中最重要的一个环节。

文中简单分析了电子通信产品静电释放（ESD）造成的危害，同时简述了静电释放防护设计的一般要求，并且有针对性地分析了电子通信产品在静电释放防护过程的具体方式。

关键词：电子通信；ESD；防护设计中图分类号：TN607 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 22-0000-01ESD指的是静电释放，ESD防护就是为了更好地避免静电的累积而造成的爆炸、火灾以及电子元器件的损毁失效等，甚至对生产活动带来不利的影响而使用的一种保护方式。

主要的保护原则就是防止静电的出现，加快静电的泄漏速度，开展静电中和等等操作方式。

人们穿着非导电鞋的时候，因为在行走过程中会出现以及聚集电荷，甚至能够高达千伏以上。

而在毛毯行走的过程中，以及脱衣的时候，都会出现最高2450千伏的电位。

在这个过程中，人接触到其他的各个物件都会出现火花放电，并且遭受到电击的影响。

而电子通信产品的静电释放防护设计不理想的话，不但容易出现生产过程中合格率低下的情况，而且会使得设备的经销商以及产品的使用者受到不同程度的影响。

所以电子通信产品的静电释放防护属于设计过程中的一个重点研究对象。

一、ESD释放造成的危害（一）造成元器件失去效能在放电的过程中，因为静电会出现电流，从而改变附近环境的电磁场情况，电子元件接受到的信号出现错误，容易造成数字逻辑电路也发生不正常情况，并且在实际操作的过程中，电子产品会引发各项错误情况的出现，严重的会造成电子产品死机。

ESD基本原理和防护ESD（Electrostatic Discharge，静电放电）是在电子元器件的生产、运输、储存、处理和使用过程中，由于静电电荷的积累和释放造成的电子器件的损坏。

静电放电可能引发火花或电弧，产生高能量电磁波，从而导致故障甚至损坏电子设备。

ESD产生的原理主要与静电的产生和电荷的积累有关。

在物体摩擦、与其他物体接触、电阻和电容效应以及电场感应等过程中，会产生静电。

当电子器件表面及接触物之间的电位差超过其抗静电损伤能力时，就会发生静电放电。

一般来说，ESD产生的主要原因有：人体和电子设备的摩擦和接触、静电电场的感应、电子设备与静电环境之间的电位差。

为了防止静电放电对电子器件的损坏，需要采取一系列的防护措施。

下面是一些常见的ESD防护方法：1.提高空气湿度：由于空气湿度的增加可以降低物体表面的电阻，从而减小静电的积累。

适当提高室内湿度可以有效减少静电带来的危害。

2.使用抗静电工作台和防静电地板：抗静电工作台和防静电地板是防止静电积累和放电的重要手段。

抗静电工作台是通过接地来消除电荷的积累，保护电子器件不受静电损害。

防静电地板通过导电性材料和接地来防止静电的积累，并将静电释放到地面。

3.使用符合标准的防静电材料：在生产和储存过程中，应使用符合防静电特性标准的容器、包装材料和工具。

这些材料往往具有抗静电性能，能够减少静电积累和放电的发生。

4.穿戴适当的防静电服装和手套：防静电服装和手套可以有效地将电荷导入地面，减少静电放电的发生。

这些服装和手套通常由导电纤维或导电材料制成。

5.使用ESD安全工具：在操作电子器件时，应使用符合防静电要求的工具，如防静电钳子、防静电螺丝刀等，以减少静电的积累和放电。

在电子设备的生产和使用过程中，ESD的防护是非常重要的。

适当的ESD防护可以保护电子器件的品质和寿命，减少故障率和维修成本。

因此，大家在使用电子设备时，特别是对于静电敏感的电子器件，都应注意静电的产生和释放，采取相应的防护措施，以保障电子设备的正常运行。

GSM手机电磁兼容设计摘要简要介绍了EMC（electric magnetic compatibility）的概念和设计技术，针对GSM手机的电路和结构特点，提出了几项在GSM手机中可以采用的EMC技术。

关键词：EMC 设计技术GSM手机1、电磁兼容（EMC）的定义：EMC性能表示为在一定的时间、频率、电磁空间的范围内，某设备或单元与其它设备或单元，在所述范围内“和平共处”能力的大小，换句话说：该设备或单元对其它设备或单元产生的不良影响，干扰要小，而且在这种电磁环境下，该设备或单元能够稳定、可靠地工作，具备一定的抗干扰能力。

2、电磁干扰方式·频域内的干扰有四种类型：同频干扰、邻道干扰、互调干扰和杂散。

邻道干扰和杂散可通过滤波技术来解决，同频干扰可通过合理的频率管理和分配来解决，互调干扰可通过提高线性动态范围和合理地选择器件和工作点来解决。

·大小不同电平之间的干扰有强信号阻塞和远近效应两种类型。

这两种干扰可通过合理的选择功率等级和自动功率控制（APC）来解决。

·传导型干扰：它通过传输线作为媒介产生的干扰，例如，通过电源线和地线产生的干扰，这种干扰可通过滤波和合理地进行PCB设计来解决。

·高频辐射干扰：这种干扰可通过屏蔽来解决，以减小干扰电场、磁场在“敏感”空间内传播的能量。

3、GSM手机电磁兼容设计在改善和提高EMC性能方面，有三项技术可采用：接地、屏蔽、滤波。

对于每一项技术针对不同类别的具体产品，又有比较丰富的内容，这使得EMC 设计具有一定的难度而且需要经验。

3.1 GSM手机EMC设计要求·接收灵敏度：优于-102dBm／RBER（residualBER）＜20％（条件：classⅡ、静态、900MHz 频段）；·发射频率误差：＜1×10－7，相位误差有效值：≤5°、峰值≤20°；·射频输出功率（四类手机）：5dBm（3.22mW）-33dBm（2W）。