设计在非标准操作保户MAX2140的内部ESD二极管

   概述

     在进行装配、测试和故障处理时，有时需要对MAX2140 SDARS接收器进行非标准操作。其中一个例子就是热插拔操作，即在不关闭电源的情况下，直接将该器件与电路进行连接或断开连接。热插拔操作在汽车电子领域尤其常见，因为部件的模块化设计，模块之间的距离以及多个系统同时工作的需求，常常需要重新连接模块。

     热插拔操作如何导致二极管失效

     热插拔操作会导致瞬变，包括较大的电压、浪涌电流、振铃以及极性倒置。而这些瞬态过程的背后是能量交换、有限的充电/放电时间和自激等物理现象。

     图1所示是MAX2140的一个热插拔操作。

                     
                         图1. 在汽车工业领域MAX2140常见用法的图解

     在进行热插拔操作时，电缆接头会产生压降(如图中红色箭头所示)。与此同时，天线模块内部的旁路电容呈短路状态。这样就会导致MAX2140电气地的电位高于天线模块的电气地。而MAX2140的内部ESD二极管与该IC的接地引脚16连接，所以这种地电位差就会在该二极管上产生一个短时间的正向电压。该正向电压的尖峰可能会超过器件的绝对最大额定值，即所谓的电过载(EOS)。二极管的正向电压规定为-0.3V到+4.3V (VCC_xx至GND、 VINANT至GND、AGCPWM至GND、VOUTANT至GND)。设计仿真表明-1.3V、电流为72mA时允许短时间的工作。

       防止ESD二极管失效的设计

     防止EOS的方法因具体应用的不同而不同。这里所推荐的是一些常规设计改进措施：

     避免使用过多的电抗，如：储能元件、旁路电容、RF噪声抑制电感、较长的连接线等。

     使浪涌电流绕行：为每一模块提供较短的直接接地路径；增加外部二极管，使其与内部二极管并联；将二极管跨接在大的线圈上。

     顺序供电：按顺序依次打开电源；为内部用户推荐可编程延迟

     以下设计实例(图2)表示具有本地环路的MAX2140，增添的肖特基二极管能够旁路浪涌电流。

                    

          图2. MAX2140接收器和天线模块之间改进后的设计图，所作改进用以防止EOS。

     具体的设计改进措施是：

     MAX2140接收器和天线模块之间的电缆只有0.5的电阻而没有电感。

     天线模块具有一个100µF的旁路电容。