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ESD防护中的常用器件:TVS二极管 

分享 收藏 已有 229 次阅读  2018-07-17 11:48

随着电子信息技术的迅速发展,当前半导体器件日益趋向小型化、高密度和多功能化,特别是像时尚消费电子和便携式产品等对主板面积要求比较严格的应用,很容易受到静电放电(ESD)的影响。电路?;ぴ难≡窀菟;さ牟枷咔榭?、可用的电路板空间以及被?;さ缏返牡缣匦岳淳龆?。因为利用先进工艺技术制造的IC电路里氧化层比较薄,栅极氧化层更易受到损害。而且一些采用深亚微米工艺和甚精细线宽布线的复杂半导体功能电路,对电路瞬变过程的影响更加敏感,这将导致上述问题加重。因此要求?;て骷匦刖弑傅腕槲坏缪挂蕴峁┯行У腅SD?;?;而且响应时间快以满足高速数据线路的要求;封装集成度高以适用便携设备印制电路板面紧张的情况;同时还要保证多次ESD过程后不会劣化以保证高档设备应有的品质。

TVS(Transient Voltage Suppresser瞬态电压抑制器)正是为解决这些问题而产生的,它已成为?;さ缱有畔⑸璞傅墓丶约际跗骷?。硕凯电子ESD防护领域有着多年经验,TVS管作为ESD?;ぶ谐S玫钠骷?,也是客户经?;嶙裳牟?,下面硕凯小编为大家介绍TVS的特性与工作原理:

TVS是普遍使用的一种新型高效电路?;て骷?,它具有极快的响应时间(亚纳秒级)和相当高的浪涌吸收能力。当它的两端经受瞬间的高能量冲击时,TVS能以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗,以吸收一个瞬间大电流,从而把它的两端电压箝制在一个预定的数值上,从而?;ず竺娴牡缏吩皇芩蔡哐辜夥迓龀宓某寤?。正因为如此,TVS可用于?;ど璞富虻缏访馐芫驳?、电感性负载切换时产生的瞬变电压,以及感应雷所产生的过电压。

在选用TVS时,应考虑以下几个主要因素:


(1)若TVS有可能承受来自两个方向的尖峰脉冲电压(浪涌电压)冲击时,应当选用双极性的,否则可选用单极性。


(2)所选用TVS的Vc值应低于被?;ぴ淖罡叩缪?。Vc是二极管在截止状态的电压,也就是在ESD冲击状态时通过TVS的电压,它不能大于被?;せ芈返目沙惺芗薜缪?,否则器件面临被损坏的危险。


(3)TVS在正常工作状态下不要处于击穿状态,最好处于VR以下,应综合考虑VR和VC两方面的要求来选择适当的TVS。


(4)如果知道比较准确的浪涌电流IPP,则可利用VCIpp来确定功率;如果无法确定IPP的大致范围,则选用功率大些的TVS为好。PM是TVS能承受的最大峰值脉冲功率耗散值。在给定的最大箝位电压下,功耗PM越大,其浪涌电流的承受能力越大;在给定的功耗PM下,箝位电压VC越低,其浪涌电流的承受能力越大。另外,峰值脉冲功耗还与脉冲波形、持续时间和环境温度有关。


(5)TVS所能承受的瞬态脉冲是不重复的,器件规定的脉冲重复频率(持续时间与间歇时间之比)为0.01%。如果电路内出现重复性脉冲,应考虑脉冲功率的累积,不然有可能损坏TVS。


(6)对于小电流负载的?;?,可有意识地在线路中增加限流电阻,只要限流电阻的阻值适当,一般不会影响线路的正常工作,但限流电阻对干扰所产生的电流却会大大减小。但这样可能选用峰值功率较小的TVS管来对小电流负载线路进行?;?。


(7)电容量C是由TVS雪崩结截面决定的,这是在特定的1 MHz频率下测得的。C的大小与TVS的电流承受能力成正比,C太大将使信号衰减。因此,C是数据接口电路选用TVS的重要参数。对于数据/信号频率越高的回路,二极管的电容对电路的干扰越大,形成噪声或衰减信号强度也大,因此,需要根据回路的特性来决定所选器件的电容范围。高频回路一般选择电容应尽量小(如LCTVS、低电容TVS,电容不大于3 pF),而对电容要求不高的回路,电容的容量选择可高于40 pF。


(8) 为了满足IEC61000-4-2国际标准,TVS二极管必须达到可以处理最小8 kV(接触)和15 kV(空气)的ESD冲击,有的半导体生产厂商在自己的产品上使用了更高的抗冲击标准。而对于某些有特殊要求的便携设备应用,设计者可以按需要挑选器件。

了解更多TVS二极管选型及参数,请直接进入硕凯电子网址咨询在线客服//www.socay.com/。


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