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ESD保護(hù)元件
閱讀�12848�(shí)間:2011-01-06 10:26:08

  ESD保護(hù)元件通常稱作瞬態(tài)電壓抑制�(TVS)。許多集成電�(IC)都有一些可能比較敏感的輸入,這使得它�?cè)谳斎腚妷哼h(yuǎn)高于正常值的的情況下(例如在ESD�(yīng)力作用下)易于受損。正常工作電壓與使器件開(kāi)始受損的電壓之間的區(qū)域是安全�(guò)壓區(qū)。安全過(guò)壓區(qū)與器件受損區(qū)之間有少許交�,因?yàn)槿绻^大的�(guò)壓僅持續(xù)極短�(shí)間,那么即使不是在安全過(guò)壓區(qū),器件可能也可以承受。TVS的任�(wù)就是�(fā)生ESD事件�(shí),將輸入電壓維持在安全過(guò)壓范圍之�(nèi),而在正常工作�(shí)不影響系�(tǒng)性能。TVS器件被放置于鄰近ESD事件可能�(jìn)入系�(tǒng)的位�,旨在限制敏感節(jié)�(diǎn)處的電壓,并將電流引至不太敏感的節(jié)�(diǎn),如地電�。為�(shí)�(xiàn)這�(gè)功能,TVS必須在正常工作電壓范圍內(nèi)擁有高阻�,在正常工作電壓范圍之外擁有低阻抗,這樣才能將電流直接從敏感節(jié)�(diǎn)引開(kāi),并限制瞬態(tài)電壓�

保護(hù)原理

  �(duì)TVS的基本要求與具體�(yīng)用有�(guān),但一般情況下有如下要求:(1)能夠在期望的ESD�(yīng)力下正常工作�(2)在正常電壓范圍內(nèi)具有高阻�(低泄�)�(3)在正常電壓范圍之外呈低阻��(4)�(dǎo)通電壓適合應(yīng)��(5)在遭受應(yīng)力期間可快速地從高阻抗�(zhuǎn)換至低阻�(6)電容�(duì)目標(biāo)�(yīng)用而言不太高。在比較具體的TVS器件類型之前,需要理解兩種分��

  單向與雙向保�(hù)�?jiǎn)蜗蚝碗p向TVS器件都能抑制正向和負(fù)向應(yīng)�。依�(jù)TVS維持高阻抗、低泄漏狀�(tài)的電壓范�,可以地理解這兩�(gè)�(shù)�(yǔ)的不�。這種電壓范圍決定了TVS器件能保�(hù)的電路節(jié)�(diǎn)類型。雙向TVS具有相對(duì)于零伏電壓的�(duì)稱特�。雙向器件最適合保護(hù)電壓基于零伏�(duì)稱或雙向的電路節(jié)�(diǎn)。單向TVS�(chǎn)品具有相�(duì)零伏電壓不對(duì)稱的特�。單向TVS器件極適合保�(hù)電壓極性始終相同的電路節(jié)�(diǎn),如0�5伏這樣的單極性電壓�

TVS二極�

  如今大多�(shù)的二極管都是采用硅制造的固態(tài)器件。它�?yōu)殡p端器件,很容易讓一�(gè)方向上的電流流過(guò),但在相反方向上,它們呈�(xiàn)高阻抗,直到兩端電壓�(dá)到擊穿電�。二極管本質(zhì)上為單向器件,保�(hù)方式為電壓箝��

  二極管的特性取決于N區(qū)與P區(qū)的摻雜程�,這兩�(gè)區(qū)離結(jié)�(diǎn)的距離遠(yuǎn)近不同。調(diào)節(jié)摻雜程度能構(gòu)建反向偏置擊穿電壓在幾百伏到僅幾伏之間的二極�。設(shè)�(jì)有明確定義的反向偏置擊穿電壓的二極管,通常稱作齊納二極��

  基于二極管的TVS�(chǎn)品擁有其它ESD保護(hù)�(chǎn)品所不具備的多用性——可選擇單向和雙向保�(hù)?;径O管是單向�(chǎn)�,且是僅有的單向保護(hù)元件。串�(lián)�(jié)合兩�(gè)二極管就能輕易地�(gòu)成雙向保�(hù)。雙向保�(hù)可通過(guò)共陰極或共陽(yáng)極配置來(lái)�(shí)�(xiàn)。使用一�(duì)單向TVS器件便能�(shí)�(xiàn)雙向保護(hù)性能。市面上有多種基于雙向二極管的TVS器件,這些器件中的兩�(gè)二極管均位于同一�(gè)封裝,甚至經(jīng)常集成在單�(gè)硅襯底上�

  �(guò)�,硅TVS器件由于電容�,在保護(hù)低壓高速信�(hào)線路方面存在劣勢(shì)。然�,近年來(lái)的技�(shù)�(jìn)步消除了這種不利因素。安森美半導(dǎo)體的新產(chǎn)品ESD9L5.0將硅器件保護(hù)的優(yōu)�(shì)與高速應(yīng)用要求的低電容結(jié)合在一�。這�(gè)�(chǎn)品的特性就像一�(gè)�(jiǎn)單的齊納二極�。事�(shí)�,ESD9L5.0包含一�(gè)擊穿電壓低的齊納二極管和一�(duì)擊穿電壓�(因而電容小)的標(biāo)�(zhǔn)二極管�

比較

  �(duì)�(yīng)力有不對(duì)稱敏感度的電路節(jié)�(diǎn),可能需要只有TVS二極管產(chǎn)品才能提供的單向保護(hù)。高速應(yīng)用要求非常低的電�,這使得使聚合物器件具有吸引力。聚合物器件可以滿足�(duì)低電容和保護(hù)能力的要�。為了讓聚合物TVS�(chǎn)品可以用在高速應(yīng)用中,高速節(jié)�(diǎn)需要在瞬態(tài)高壓下工作以�(dǎo)通聚合物TVS,并在導(dǎo)通模式下提供中等阻抗�

市場(chǎng)

  由于成本�、不要求高壓�(dǎo)通,壓敏電阻常常具有吸引�。如果它們被制造得足夠大以提供具有足夠低的�(dǎo)通阻�,從而提供充足的保護(hù),那么它們的電容通常�(duì)高速應(yīng)用而言就太大了。TVS二極管產(chǎn)品具有很好的箝位能力,如今市�(chǎng)上也有超低電容的TVS�(chǎn)�,甚至適合速的�(yīng)�。二極管也頗具吸引力,因?yàn)樗鼈兡軌蛴米鲉蜗虮Wo(hù)器件,匹配當(dāng)今許多高速數(shù)字信�(hào)的電壓范��

維庫(kù)電子�,電子知�(shí),一查百��

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