Méthodes pour protéger les PCB contre les dommages ESD

Ici, nous prouverons que les pièces analogiques avec des géométries plus grandes sont les plus appropriées pour protéger les réseaux de portes programmables sur le terrain (FPGA) avec leurs géométries plus petites.

Les grandes structures en acier, les voitures, les montagnes et même les gens peuvent survivre à de véritables éclairs atmosphériques. Les humains peuvent également créer leurs propres éclairs miniatures (étincelles) et survivre. Cependant, lorsque ces étincelles atteignent le circuit intégré, elles peuvent provoquer des pannes majeures. Les transistors à l'échelle nano-doivent être protégés afin qu'ils puissent être épargnés même sous des étincelles humaines.

Les microprocesseurs augmentent la densité des semi-conducteurs numériques depuis longtemps. La technologie de fabrication a conduit à des transistors de plus en plus petits. En 1971, l'unité de traitement informatique (CPU) Intel® 4004 a été introduite avec une taille géométrique de 10 µm. Dans les années 1980 et 1990, ce procédé rendait le volume de la pièce plus petit que le volume de la bactérie. En 2012, la densité des circuits intégrés était 1 000 fois plus petite que la technologie de 1971, et les fonctions sur la puce étaient plus petites que les virus. En 2012, les gens peuvent acheter un FPGA compatible 28 nm-et des packages de 6,8 milliards de transistors, et la densité devrait doubler au cours des prochaines années. Les petits transistors sont étroitement assemblés et doivent fonctionner à basse tension (généralement 1 V et moins) pour contrôler la chaleur générée.

Pour voir à travers 28 nm, faites attention au zéro : il s'agit d'un 2,8 milliardième de mètre (0.000000028). Supposons que la distance entre San Francisco et New York représente un mètre (environ 4 000 kilomètres ou 2 500 miles). 28 milles marins (l'un des 36 millions de parties) est maintenant de 0,11 mètre ou 4,4 pouces. Combien de foudre un appareil d'une si petite taille géométrique doit-il être endommagé par la foudre ? Comment protéger ce FPGA nécessaire et utile ?

La réponse simple consiste à utiliser des périphériques d'interface d'E/S qui relient les mondes numérique et analogique. Les dimensions géométriques des circuits intégrés à signaux mixtes-analogiques sont relativement grandes (10 à 100 fois plus grandes que les circuits intégrés numériques) et ont une tension plus élevée (généralement de 20 V à 80 V ou plus), ce qui les rend plus robustes que les miniatures. transistors numériques.