隨著移動(dòng)產(chǎn)品、打印機(jī)、PC、DVD等產(chǎn)品的迅速發(fā)展，人們正要求越來(lái)越先進(jìn)的性能。特別是像時(shí)尚消費(fèi)電子和便攜式產(chǎn)品等對(duì)主板面積要求嚴(yán)格的應(yīng)用很容易受到靜電放電的影響。

      ESD保護(hù)對(duì)高密度、小型化和具有復(fù)雜功能的電子設(shè)備而言有非常重要的意義。這里探討采用TVS二極管防止ESD時(shí)，擊穿電壓和擊穿電流、反向漏電流及額定反向關(guān)斷電壓等參數(shù)對(duì)電路的影響及選擇準(zhǔn)則，并針對(duì)便攜消費(fèi)電子設(shè)備、機(jī)頂盒、及個(gè)人電腦中的視頻線路保護(hù)和RJ-45接口等介紹一些典型的應(yīng)用。

      ESD保護(hù)原理         

      電路保護(hù)元件的選擇應(yīng)根據(jù)所要保護(hù)的布線情況、可用的電路板空間以及被保護(hù)電路的電特性來(lái)決定。另外，了解保護(hù)元件的特性知識(shí)也非常必要，需考慮的重要因素之一是器件的箝位電壓。箝位電壓是在ESD器件里跨在瞬變電壓消除器上的電壓。

      很多保護(hù)元件都被設(shè)計(jì)成可吸收大量的能量，由于元件結(jié)構(gòu)或設(shè)計(jì)上的原因也導(dǎo)致其具有很高的箝位電壓。由于變阻器的箝位電壓太高，他們不能夠提供有效的ESD保護(hù)。另外，由于變阻器的高電容不能給高速數(shù)據(jù)線路提供保護(hù)。TVS二極管正是為解決此問(wèn)題而產(chǎn)生的，它已成為保護(hù)便攜電子設(shè)備的關(guān)鍵性技術(shù)。

      TVS二極管是專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用于吸收ESD能量并且保護(hù)系統(tǒng)免遭ESD損害的固態(tài)元件。如果應(yīng)用得當(dāng)，TVS二極管將限制跨在被保護(hù)器件上的電壓剛好高過(guò)額定工作電壓，但是卻遠(yuǎn)低于破壞閾值電壓。

      TVS相關(guān)參數(shù)

      處理瞬時(shí)脈沖對(duì)器件損害的辦法是將瞬時(shí)電流從敏感器件引開(kāi)。TVS二極管在線路板上與被保護(hù)線路并聯(lián)，當(dāng)瞬時(shí)電壓超過(guò)正常工作電壓后，結(jié)果是瞬時(shí)電流通過(guò)二極管被引開(kāi)，避開(kāi)被保護(hù)器件，且在電壓恢復(fù)正常值之前使被保護(hù)回路一直保持截止電壓。當(dāng)瞬時(shí)脈沖結(jié)束以后，整個(gè)回路進(jìn)入了正常電壓。許多器件在承受了多次沖擊后，其參數(shù)及性能會(huì)發(fā)生了退化，二極管將不會(huì)發(fā)生損壞或者退化。

      根據(jù)上述可看出，在選擇TVS二極管的時(shí)候，必須注意以下參數(shù)的選擇：

      1.擊穿電壓VBR與擊穿電流IR。VBR是TVS的擊穿電壓，在25℃時(shí)，低于這個(gè)電壓TVS是不會(huì)發(fā)生雪崩的。當(dāng)TVS流過(guò)規(guī)定的1mA電流時(shí)，加于TVS兩極的電壓為擊穿電壓VBR。按TVS的VBR離散程度，可把VBR分為5%與10%兩種。為了滿足IEC61000-4-2國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，TVS二極管必須達(dá)到可以處理8kV及15kV的ESD沖擊，有的半導(dǎo)體生產(chǎn)廠商則在產(chǎn)品上使用了更高抗沖擊標(biāo)準(zhǔn)。

      2.反向漏電流ID與額定反向關(guān)斷電壓VWM。VWM這是二極管在正常狀態(tài)時(shí)可承受的電壓，此電壓應(yīng)大于或等于被保護(hù)的正常工作電壓，否則二極管會(huì)不斷截止回路電壓；但它又需要盡量與被保護(hù)回路的正常工作電壓接近，這樣才不會(huì)在TVS工作以前使整個(gè)回路面對(duì)過(guò)壓威脅。當(dāng)這個(gè)額定反向關(guān)斷電壓VWM加于TVS的兩極間時(shí)它處于反向關(guān)斷狀態(tài)，流過(guò)它的電流應(yīng)小于或等于其反向漏電流ID。