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ESD问题:LDO的功率管(NPN类型)可以作为泄放ESD电流器件吗?

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
您好,LDO的功率管是NPN类型,集电极接IN,发射极接OUT。本来IN和OUT之间有ESD保护电路,但由于工艺的问题ESD保护电路当输入电压高于65V之后才起作用。而功率管的NPN的Vce击穿电压是45V,所以ESD保护电路起作用之前功率管的Vce已经击穿。功率管的正常最大输出电流是1A,可以承受3A大的电流。功率管的总数目为450个,面积比较大。请问如果IN和OUT之间施加正ESD电压,那么功率管可以泄放ESD的电流吗?功率管会不会损坏?
谢谢。

理论上来讲可以承受3A的功率器件,在单纯的ESD过程中是不会损坏的,不过稳妥起见,还是去打打看看ESD极限吧?

根据《模拟电路版图的艺术》 118和259-260页,大尺寸晶体管的CE击穿不影响B值,但EB击穿会引起B退化,所以如果CE击穿,输出管影响不大,但EB击穿会引起B退化,这个影响很可能在测试中显示不出来,所以建议在CE间加个二极管,在EC间打ESD的时候有个正向的通道。
我参考了个LED芯片的NPN输出管(功率layout),没加ESD,C接PAD,但E接地,EC打正向ESD时候可以从衬底-集电极二极管流过去



您好,谢谢你的回复,有了很大的帮忙。其实我的LDO的整个衬底是OUT,只有功率管的E极(OUT)是EMT(N类型),这个EMT通过金属连着衬底。所以功率管的EC之间有衬底到集电极外延的一个很大面积的二极管,所以EC之间(OUT到IN)打ESD通过这个二极管流电流。这个是没问题的。
但是IN到OUT打ESD,也就是CE之间的,那么我这个工艺的击穿电压是45V,然后刚说的衬底到集电极的二极管的反向击穿电压是60V,所以这时候这个二极管没用,先击穿功率管。按照你说的CE之间打,功率管的B值不会退化,对输出管影响不大的话,那我就放心了。我一直担心CE之间打ESD会把功率管损坏。
按照ESD人体模式,2000V的最大电流1.33A,就算说1.5A,我功率管的个数450个,平均每个管子分到3-4mA的样子,这么大小的击穿电流应该不会损坏功率管吧。

功率管这么大,不会损坏的。查了两个工艺用npn做的ESD结构,V_ECR钳位可以达到2kV,V_CER钳位可以达到4kV,所以损坏的问题是不用担心的

还是要参考一下工艺推荐的ESD结构和文档,ESD很多情况下很难直接理论设计思考。

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