ZHCAF88 应用手册 | 德州仪器 TI.com.cn

微控制器输入和输出电路在设计时已经将 ESD 问题和闩锁效应问题考虑在内。但是，其自保护能力有限，尤其是在 EMS 测试中暴露于非法电压和高电流注入时。如果以下功能无法正常发挥作用或无法满足 IO 配置，TI 强烈建议实施额外的硬件保护。

图 4-3 展示了 MSPM0 的详细 I/O 结构。对于非法电压和高电流注入产生的能量，存在两种可能的耗散路径。第一条也是默认路径，由两个 ESD 二极管构成。第二条是 ESD 二极管附近的 P 通道金属氧化物半导体 (PMOS) 与 N 通道金属氧化物半导体 (NMOS)。

图 4-3 MSPM0G IO 结构

如果施加的信号超过最大输入电压范围 (-0.3V≃VCC + 0.3V)，ESD 二极管将被触发。ESD 二极管可以承受在典型静电放电事件过程中产生的瞬时安培级电流（根据 HBM 或 CDM 标准）。此 ESD 结构还有助于在 EMS 测试中抵御非法电压和高电流注入。

对于全功能 IO，在输出驱动逻辑的控制下，PMOS 和 NMOS 也可以作为释放电应力的路径。然而，对于漏极开路 IO，并不存在上拉钳位二极管和 PMOS。因此，当出现正电应力时，没有路径释放能量。表 4-3 中展示了不同 I/O 设置的建议。

表 4-3 IO 设置对 EMS 的影响

IO 类型	IO 设置	IO 状态	影响	EMS 保护
常规 IO	GPIO 输出和外设输出（例如 UART）	输出模式	MOS 和 ESD 结构会产生 EMC 噪声	最佳保护
	默认设置和模拟功能	高阻态模式	ESD 结构会释放 EMC 噪声	良好保护
	GPIO 输入和外设输入（例如，UART）	输入模式	ESD 结构会释放 EMC 噪声会将噪声引入 MCU 内部电路	良好保护
	GPIO 和外设输出低电平	输出模式	MOS 和 ESD 结构会产生 EMC 噪声	最佳保护
漏极开路 IO	GPIO 和外设输出高电平	输出模式	没有路径来消耗正能量	正噪声风险，可能需要外部保护
	默认设置和模拟功能	高阻态模式	没有路径来消耗正能量	正噪声风险，可能需要外部保护
	GPIO 输入/外设输入（例如，UART）	输入模式	没有路径来消耗正能量	正噪声风险，可能需要外部保护