Způsoby ochrany PCB před poškozením ESD

Zde ukážeme, že analogové části s větší geometrií jsou nejvhodnější pro ochranu polí programovatelných hradlových polí (FPGA) s jejich menší geometrií.

Velké ocelové konstrukce, auta, hory a dokonce i lidé mohou přežít skutečné atmosférické blesky. Lidé mohou také vytvořit své vlastní miniaturní blesky (jiskry) a přežít. Když však tyto jiskry dosáhnou integrovaného obvodu, mohou způsobit závažné poruchy. Nano{0}}tranzistory je třeba chránit, aby mohly být ušetřeny i pod lidskými jiskrami.

Mikroprocesory zvyšují hustotu digitálních polovodičů již dlouhou dobu. Technologie výroby vedla k menším a menším tranzistorům. V roce 1971 byla představena počítačová procesorová jednotka (CPU) Intel® 4004 s geometrickou velikostí 10 µm. V 80. a 90. letech 20. století tento proces zmenšil objem části než objem bakterií. V roce 2012 byla hustota integrovaných obvodů 1,000krát menší než technologie v roce 1971 a funkce na čipu byly menší než viry. V roce 2012 si lidé budou moci koupit 28 nm{11}}schopné FPGA a 6,8 miliardy tranzistorových pouzder a očekává se, že hustota se v příštích několika letech zdvojnásobí. Malé tranzistory jsou těsně u sebe a musí pracovat při nízkém napětí (obvykle 1 V a méně), aby bylo možné regulovat generované teplo.

Chcete-li vidět skrz 28 nm, věnujte pozornost nule: je to jedna 2,8 miliardtina metru (0.000000028). Nechť vzdálenost mezi San Franciskem a New York City představuje jeden metr (asi 4000 kilometrů nebo 2500 mil). 28 námořních mil (jedna z 36 milionů součástí) je nyní 0,11 metru nebo 4,4 palce. Jak moc musí blesk poškodit zařízení tak malých geometrických rozměrů? Jak chránit toto potřebné a užitečné FPGA?

Jednoduchá odpověď je použití zařízení I/O rozhraní, která přemosťují digitální a analogový svět. Geometrické rozměry integrovaných obvodů se smíšeným analogovým signálem- jsou relativně velké (10 až 100krát větší než digitální integrované obvody) a mají vyšší napětí (obvykle 20 až 80 V nebo vyšší), díky čemuž jsou robustnější než miniaturní digitální tranzistory.