Clasificaciones ESD de diodos y transistores bipolares

Si bien es fácil encontrar clasificaciones de ESD para circuitos integrados (bipolares, CMOS y cualquier combinación) y, hasta cierto punto, para transistores MOS (por las razones inherentes), no encuentro clasificación de ESD para muchos diodos comunes (dejando de lado TVS y dispositivos Zener , dado su uso).

Digamos que estoy buscando la clasificación ESD de un diodo S1J o S1M: ningún fabricante parece detallarlo. ¿Es porque al ser piezas masivas de alto voltaje (que operan hasta 1kV CC) ya están por encima de un valor "interesante"?

Nuevamente, si busco la misma clasificación de una pieza BAS21, solo un diodo de 250 V, no puedo encontrarlo en los proveedores comunes.

Incluso bajando a un humilde NPN bipolar BC847, no hay detalles sobre la clasificación ESD, mirando algunas hojas de datos.

Si alguna de estas partes se manipula incorrectamente o se conecta al puerto externo de un dispositivo, podría entrar fácilmente en contacto con voltajes peligrosos. Me gustaría saber más sobre estas calificaciones y por qué no están en la lista.

Todos estos componentes tienen varios límites de voltaje especificados en sus hojas de datos, entonces, ¿está hablando de "ESD" desde la perspectiva del modelo del cuerpo humano o algo más? Si su pregunta se relaciona con los procedimientos de manejo, por favor dígalo.
Al igual que con un comentario a continuación, mi pregunta original tal vez no esté clara. Tómelo como: ¿por qué un diodo de supresión de ESD ha declarado límites en su hoja de datos, mientras que un diodo estándar no? El HBM y el MM posiblemente sean diferentes, pero lo que quiero decir es que no hay ninguna clasificación en su hoja de datos: sé que un 1.5KE100A funciona alrededor de 100 V IEC-61000-4-2, ¿qué pasa con un 1N4002 que tiene una clasificación de 100 V?

Respuestas (3)

Los circuitos integrados están protegidos contra ESD mediante la conexión de diodos de E/S a los rieles.

¿Cómo protegerías un diodo? ¿Usando otro diodo? El diodo tiene dos posibilidades cuando recibe una sobrecarga. (a) Conduce en la dirección de avance. Muchos diodos tienen una especificación de corriente máxima, que tiende a ser de órdenes de magnitud más alta que el tipo de diodos que puede colocar en un IC para protección. (b) Se bloquea en la dirección inversa. Ya tiene una especificación para el voltaje inverso máximo que puede tomar sin romperse.

Los transistores son similares. Si golpea un cruce en reversa con un pico ESD, ya tiene en la hoja de datos el límite de voltaje para ese cruce, por encima del cual puede fallar. Una unión directa tenderá a protegerse como un diodo.

En general, los transistores comunes de 'grado de cocina' (como BC847) son bastante robustos, construidos con grandes procesos. Son los circuitos integrados con uniones pequeñas los que necesitan protección explícita y los FET con una puerta de muy alta impedancia. Puede comprar transistores y diodos de microondas que son muy susceptibles a ESD, ya que deben construirse con pequeñas uniones para funcionar a alta frecuencia.

sí, mientras que la ESD de corriente inversa daña los transistores ordinarios, el daño no es suficiente para medir a menos que se repita muchas veces.
"El diodo tiene dos posibilidades cuando recibe una sobrecarga". Tres posibilidades: si el voltaje inverso es lo suficientemente alto, entrará en modo de ruptura inversa y comenzará a conducir electricidad nuevamente.
Lamento discrepar en algunos puntos. Primero, puede proteger un diodo estándar con un diodo de avalancha/TVS, eso es un hecho. En segundo lugar, BJT no es tan "robusto", solo la figura de una base común conectada BC847, donde expone el terminal emisor al mundo exterior; su voltaje propio es bastante bajo, alrededor de 5-6 V tal vez, pero hay más (ver la siguiente respuesta)
Por cierto, sobre el tamaño de la unión: cualquier LED azul / blanco de gran tamaño es muy fácil de romper con cualquier pequeña corriente inversa, incluso si tiene una clasificación de decenas de vatios (cuando está polarizado directamente). Por esa razón, normalmente están protegidos por un Zener/TVS interno.

Las uniones ordinarias (piense en diodos y BJT) se dañan por el calor causado por la corriente en lugar de la corriente sola, por lo que pueden disipar una buena cantidad de energía antes de morir. Los diodos comunes y los BJT pueden disipar unos pocos milijulios, que es lo que ofrece una descarga ESD.

ESD puede dañar fácilmente una unión que tiene polarización inversa en primer lugar. Esto se debe a que la corriente de avalancha inicial producida por ESD será sostenida por el voltaje inverso que se le aplica, entregando mucha más energía que la descarga ESD inicial.

Una energía lo suficientemente alta puede sobrecalentar puntos locales en una unión PN, lo que hace que falle mucho antes de que se haya calentado toda la unión. Los daños habituales por ESD no se refieren a grandes áreas en el cruce. Hay muchos ejemplos de inspección por rayos X de dispositivos defectuosos, tomados en el campo automotriz (donde hay grandes inversiones en seguridad), y reportados por IPC. Algunos de ellos hacen que los dispositivos funcionen aparentemente bien durante meses, y luego repentinamente se vuelven defectuosos.

Los circuitos de ESD sobreviven al evento de ESD al guiar los flujos de carga de ESD para que se adentren profundamente en el silicio, de modo que BULK se caliente.

Los diodos, naturalmente, tienen grandes volúmenes para calentar, al menos cuando están polarizados hacia adelante.

La pregunta principal aún se mantiene: si un diodo TVS, que está diseñado para la supresión de ESD, tiene un límite definido en las pruebas IEC-61000, ¿por qué un diodo estándar (que no está definido para la supresión de ESD) no tiene límites declarados en su hoja de datos? Tal vez debería haber planteado la publicación original así, mi culpa
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