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  • 外接TVS二極管為IC芯片提供無限ESD保護功能
    • 發(fā)布時間:2020-03-16 14:58:31
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    外接TVS二極管為IC芯片提供無限ESD保護功能
    瞬態(tài)電壓抑制二極管(Transient Voltage Suppression iode)也稱作TVS二極管,是一種提高EMI和ESD免疫能力的最簡單電路保護選擇,具有響應(yīng)時間快、瞬態(tài)功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差小、箝位電壓較易控制、無損壞極限、體積小等優(yōu)點。TVS二極管主要應(yīng)用于汽車電子、計算機系統(tǒng)、通訊設(shè)備、儀器儀表、新能源、數(shù)據(jù)中心、交/直流電源、無人機、機器人等領(lǐng)域。
    IC芯片的保護電路
    在產(chǎn)品電路設(shè)計中,應(yīng)考慮的幾個事項包括:內(nèi)部IC與外部TVS保護電路,TVS二極管的開關(guān)電壓,二極管陣列,共模補償電壓,后向驅(qū)動保護,以及差分輸入輸出等。其中,TVS二極管可削除IC上的浪涌電壓。很多IC都帶有內(nèi)部保護電路,用以防止ESD失效的發(fā)生;但是,這對浪涌事件通常有些不足。
    TVS二極管
    對于應(yīng)用工程師來說,處理瞬時脈沖對器件損害的最好辦法,就是將瞬時電流從敏感器件(如IC芯片)引開。為達到這一目的,在PCB布線時一般將將TVS與被保護線路并聯(lián)。這樣,當瞬時電壓超過電路正常工作電壓后,TVS將發(fā)生雪崩擊穿,從而提供給瞬時電流一個超低阻抗的通路,其結(jié)果是瞬時電流通過TVS被引開,從而避開被保護器件,并且在電壓恢復(fù)正常值之前使被保護回路一直保持截止電壓。在此之后,當瞬時脈沖結(jié)束以后,TVS二極管再自動恢復(fù)至高阻狀態(tài),整個回路進入正常電壓狀態(tài)。
    ESD保護電路
    硅TVS二極管的抗浪涌能力與其尺寸和外部器件有直接關(guān)系,一般是內(nèi)部IC TVS尺寸的10倍以上。外部TVS二極管之所以能提供高級別的浪涌保護,是因為該TVS二極管不僅僅是保護IC,而是提供更大的保護功能。另外,大多數(shù)IC的內(nèi)部保護電路僅僅只能應(yīng)對很少一部分ESD事項,而外部TVS器件則可以提供無窮的浪涌免疫功能。
    TVS二極管
    值得注意的是,了解IC的內(nèi)部保護電路,對選擇外部TVS器件的額定功率和開關(guān)電壓非常有幫助。遺憾的是,很多IC的數(shù)據(jù)表只提供了標稱ESD,沒有公開內(nèi)部保護電路。
    事實上,內(nèi)部保護電路可通過高壓三極管、穩(wěn)壓二極管、二極管陣列、晶閘管、過壓檢測開關(guān)等常用電子元器件來設(shè)計。
    可見,TVS二極管是一種方便、實用的電路保護器件,用戶只需遵循幾條簡單的規(guī)則,就能實現(xiàn)有效的浪涌保護功能。唯一遺憾的是,TVS二極管體積較大,相信隨著材料技術(shù)的發(fā)展,這方面問題將得到解決。
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