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SA瞬態(tài)抑制TVS管,SA瞬態(tài)抑制TVS管,SA瞬態(tài)抑制TVS管,SA瞬態(tài)抑制TVS管 |
面向地區(qū) |
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捷捷微電將于 4 月 23 日參加由電子工程專輯主辦的 “第 22 屆電源管理及功率器件論壇”,展位號 P8。
本次活動捷捷演講時間 14:30 ~ 15:00,演講主題《USB Type-C? & PD 讓夢想成真-捷捷微電的夢》。
一年一度電子行業(yè)大展—慕尼黑上海電子展(electronica China 2020),于7月3-5日在國家會展中心(上海)舉辦。回首2019,電子產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷變革創(chuàng)新,加之5G、AI、物聯(lián)網(wǎng)等技術的不斷成熟與碰撞,更是加速了整個行業(yè)的發(fā)展進程。
江蘇捷捷微電子股份有限公司以及捷捷半導體有限公司作為功率半導體器件制造商,從事“功率半導體器件、功率集成電路、新型元件”的研發(fā)、制造、銷售和服務。
公司表示:非常愿意在慕尼黑上海電子展與客戶交流互動,讓客戶更加全面深刻的感受我們的產(chǎn)品,了解我們產(chǎn)品的性能,質(zhì)量以及我們的研發(fā)團隊、的售后服務。
定義
TVS二極管,又稱瞬態(tài)抑制二極管,是普遍使用的一種新型電路保護器件,它具有極快的響應時間和相當高的浪涌吸收能力。當它的兩端經(jīng)受瞬間的高能量沖擊時,TVS能以的速度把兩端間的阻抗值由高阻抗變?yōu)榈妥杩?,以吸收一個瞬間大電流,把它的兩端電壓箝制在一個預定的數(shù)值上,從而保護后面的電路元件不受瞬態(tài)高壓尖峰脈沖的沖擊。
便攜式設備的ESD保護十分重要,而TVS二極管是一種十分有效的保護器件,與其它器件相比有其特的優(yōu)勢,但在應用時應當針對不同的保護對象來選用器件,因為不同的端口可能受到的靜電沖擊有所不同,不同器件要求的保護程度也有不同。要注意相應的參數(shù)鑒別以及各個生產(chǎn)商的不同設計,同時還要進行合理的PCB布局。
優(yōu)勢
TVS與齊納二極管:與傳統(tǒng)的齊納二極管相比,TVS二極管P/N結(jié)面積更大,這一結(jié)構(gòu)上的改進使TVS具有更強的高壓承受能力,同時也降低了電壓截止率,因而對于保護手持設備低工作電壓回路的安全具有更好效果。
TVS與陶瓷電容:很多設計人員愿意采用表面貼裝的陶瓷電容作ESD保護,不但便宜而且設計簡便,但這類器件對高壓的承受力卻比較弱。5kV的沖擊會造成約10%陶瓷電容失效,到10kV時,損壞率達到60%,而TVS可以承受15kV電壓。在手持設備的使用過程中,由于與人體頻繁接觸,各個端口至少能夠承受8kV接觸沖擊(IEC61000-4-2標準),可見使用TVS可以有效終產(chǎn)品的合格率。
TVS與MLV:多層金屬氧化物結(jié)構(gòu)器件(MLV)也可以進行有效的瞬時高壓沖擊抑制,此類器件具有非線性電壓-電流(阻抗表現(xiàn))關系,截止電壓可達初中止電壓的2~3倍,這種特性適合用于對電壓不太敏感的線路和器件的保護,如電源回路。而TVS二極管具有更好的電壓截止因子,同時還具有較低的電容,這一點對于手持設備的高頻端口非常重要,因為過高的電容會影響數(shù)據(jù)傳輸,造成失真或是降級。TVS二極管的各種表面封裝均適合流水線裝配的要求,而且芯片結(jié)構(gòu)便于集成其它的功能,如EMI和RFI過濾保護等,可有效降低器件成本,優(yōu)化整體設計。
另一個不能忽略的特點是二極管可以很方便地與其它器件集成在一個芯片上,現(xiàn)有很多將EMI過濾和RFI防護等功能與TVS集成在一起的器件,不但減少設計所采用的器件數(shù)目降低成本,而且也避免PCB板上布線時易誘發(fā)的伴生自感。
選用
在選用TVS時,應考慮以下幾個主要因素:
(1)若TVS有可能承受來自兩個方向的尖峰脈沖電壓(浪涌電壓)沖擊時,應當選用雙極性的,否則可選用單極性。
(2)所選用TVS的Vc值應低于被保護元件的高電壓。Vc是二極管在截止狀態(tài)的電壓,也就是在ESD沖擊狀態(tài)時通過TVS的電壓,它不能大于被保護回路的可承受極限電壓,否則器件面臨被損壞的危險。
(3)TVS在正常工作狀態(tài)下不要處于擊穿狀態(tài),好處于VR以下,應綜合考慮VR和VC兩方面的要求來選擇適當?shù)腡VS。
(4)如果知道比較準確的浪涌電流IPP,則可利用VCIpp來確定功率;如果無法確定IPP的大致范圍,則選用功率大些的TVS為好。PM是TVS能承受的大峰值脈沖功率耗散值。在給定的大箝位電壓下,功耗PM越大,其浪涌電流的承受能力越大;在給定的功耗PM下,箝位電壓VC越低,其浪涌電流的承受能力越大。另外,峰值脈沖功耗還與脈沖波形、持續(xù)時間和環(huán)境溫度有關。
(5)TVS所能承受的瞬態(tài)脈沖是不重復的,器件規(guī)定的脈沖重復頻率(持續(xù)時間與間歇時間之比)為0.01%。如果電路內(nèi)出現(xiàn)重復性脈沖,應考慮脈沖功率的累積,不然有可能損壞TVS。
(6)對于小電流負載的保護,可有意識地在線路中增加限流電阻,只要限流電阻的阻值適當,一般不會影響線路的正常工作,但限流電阻對干擾所產(chǎn)生的電流卻會大大減小。但這樣可能選用峰值功率較小的TVS管來對小電流負載線路進行保護。
(7)電容量C是由TVS雪崩結(jié)截面決定的,這是在特定的1 MHz頻率下測得的。C的大小與TVS的電流承受能力成正比,C太大將使信號衰減。因此,C是數(shù)據(jù)接口電路選用TVS的重要參數(shù)。對于數(shù)據(jù)/信號頻率越高的回路,二極管的電容對電路的干擾越大,形成噪聲或衰減信號強度也大,因此,需要根據(jù)回路的特性來決定所選器件的電容范圍。高頻回路一般選擇電容應盡量小(如LCTVS、低電容TVS,電容不大于3 pF),而對電容要求不高的回路,電容的容量選擇可40pF。
(8)為了滿足IEC61000-4-2國際標準,TVS二極管達到可以處理小8 KV(MB,接觸)和15 kV(BM,空氣)的ESD沖擊,有的半導體生產(chǎn)廠商在自己的產(chǎn)品上使用了更高的抗沖擊標準。而對于某些有特殊要求的便攜設備應用,設計者可以按需要挑選器件。
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