ESD问题：LDO的功率管（NPN类型）可以作为泄放ESD电流器件吗？

Nurahmad

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。

chudong

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?

math123

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

Nurahmad

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 ...
math123 发表于 2016-6-28 23:04

                               
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   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。。。

math123

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

bright_pan

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。