瞬態(tài)電壓抑制器TVS性能優(yōu)化指南設計VIP

1、實用標準文案瞬態(tài)電壓抑制器(TVS) 性能優(yōu)化指南瞬態(tài)電壓抑制器(TVS)二極管是一種保護敏感電子器件免受ESD 和 EMI 浪涌脈沖的有效低成本選擇。本文將提供TVS 二極管浪涌最大抑制的PCB 布局指南。同時將舉例說明在不同電路配置中如何取舍TVS 二極管。PCB 布局指南1) 位置TVS 器件應在進出PCB 的所有位于I/O 連接器上的數(shù)據(jù)和電源線上使用。使 TVS 器件盡量接近噪聲源， 確保浪涌電壓可以在脈沖耦合到鄰近PCB 導線之前被鉗位。另外， PCB 應使用較短的TVS 導線，減少浪涌能量的消耗。將敏感導線放在中心可避免處理過程中發(fā)生ESD。圖 1 提供了 PCB 布局建議的實例

2、。精彩文檔PCB 上 TVS 二極管的鉗位性能。實用標準文案2) 接地選擇若可以，保護電路應將浪涌電壓分流到參考或機殼接地，如圖2 。將浪涌電壓直接分流到集成電路的信號地會引起接地反彈。用相對短和寬的接地導線減小阻抗可以改善單個接地3) 寄生電感PCB 布局和集成電路封裝寄生電感會引起TVS 鉗位電壓發(fā)生明顯的超調。用短導線和多層分立地和電源板可以減小PCB 的電感。選擇小型的表面貼裝可以減少封裝的電感。4) 環(huán)路區(qū)域精彩文檔實用標準文案減小高速數(shù)據(jù)和接地線形成的環(huán)路區(qū)域可降低輻射和射頻的影響。特別是導線較長時，緩解環(huán)路問題的一種有效方法是在PCB 設計中包含一塊接地板，增大TVS 器件，為集

3、成電路之間的分離距離提供隔離。但它會增大環(huán)路區(qū)域，如圖3 。器件選擇指南1) 雪崩 TVS 與二極管陣列的比較雪崩 TVS 二極管的高浪涌額定值，但是相對較大的電容使該器件更適合作為負載開關和直流電源總線保護等應用中的首選。相反，二極管陣列的中等浪涌額定值和小電容適合于保護高速數(shù)據(jù)線。雪崩 TVS 和二極管陣列經(jīng)常相互替代，但一些電路需要仔細分析來選擇合適器件。圖 4 說明當存在路徑使電流通過數(shù)據(jù)線流過二極管陣列時將發(fā)生的反向驅動問題。若VDD2大于 VDD1 ，數(shù)據(jù)線可能會為模塊1 提供功率。這種情況會引起邏輯集成電路的上電問題和異?，F(xiàn)象，如單元不帶電時模塊1 中指示器燈發(fā)光。精彩文檔實用標

4、準文案2) 單向和雙向雪崩 TVS 二極管的比較單向和雙向雪崩TVS 二極管的不同擊穿電壓(VBR) 在特定應用中的優(yōu)點不同。單向器件的偏置擊穿電壓為VBR ，正向偏置擊穿電壓等于二極管的正向電壓(VF) 。相反，雙向器件的擊穿電壓等于VBR。用于負浪涌電壓的單向器件的低擊穿電壓通常是直流電源線和單個電源供電集成電路的優(yōu)點。相反，雙向器件的對稱擊穿電壓一般在差動輸入或輸出放大器中有更好的聲音性能，如圖5所示。精彩文檔實用標準文案3) 外部和內(nèi)部集成電路保護電路的比較理想的外部TVS 器件將吸收浪涌脈沖的全部能量。但是，部分浪涌電流能量可能通過集成電路的內(nèi)部保護電路。一種限制電流到內(nèi)部保護電路的選擇是使用串聯(lián)電阻。內(nèi)部保護電路很能避免組裝中發(fā)生的ESD 故障，但是，保護器件的尺寸相對較