TVS二極管在便攜設備ESD中的特點和優勢

經濟的飛速發展，人們的生活發生了翻天覆地的變化，生活水平的不斷提高，加速了人們對新事物的追求，于是就出現了各類電子產品，其中以便攜式電子產品使用最為廣泛和普遍，同時也是深受喜愛與追捧，便攜式設備如筆記本電腦、手機、PDA、MP3播放器等，然而便攜式電子產品在使用過程中卻出現了令大家始料未及的問題，那就是會產品ESD靜電，由于頻繁與人體接觸極易受到靜電放電（ESD）的沖擊，如果沒有選擇合適的靜電保護器件，可能會造成機器性能不穩定，或者損壞。更壞的情況是查不出確切的原因，使用戶誤認為是產品質量問題而損壞企業信譽。

電子產品一般情況下，對此類設備暴露在外面可能與人體接觸的端口都要求進行防靜電保護，如鍵盤、電源接口、數據口、I/O口等等。現在比較通用的ESD標準是IEC61000-4-2，應用人體靜電模式，測試電壓的范圍為2kV～15kV（空氣放電），峰值電流最高為20A/ns，整個脈沖持續時間不超過60ns。

在這樣的脈沖下所產生的能量總共不超過幾百個微焦爾，但卻足以損壞敏感元器件。

便攜式設備所采用的IC器件大多是高集成度、小體積產品，精密的加工工藝使硅晶氧化層非常薄，因而更易擊穿，有的在20V左右就會受到損傷。傳統的保護方法已不再普遍適用，有的甚至還會造成對設備性能的干擾。

TVS二極管的特點：

可用于便攜式設備的ESD保護器件有很多，例如設計人員可用分立器件搭建保護回路，但由于便攜設備對于空間的限定以及避免回路自感，這種方法已逐漸被更加集成化的器件所替代。多層金屬氧化物器件、陶瓷電容還有二極管都可以有效地進行防護，它們的特性及表現各有不同，TVS二極管在此類應用中的獨特表現為其贏得了越來越大的市場。

TVS二極管最顯著的特點一是反應迅速，使瞬時脈沖在沒有對線路或器件造成損傷之前就被有效地遏制，二是截止電壓比較低，更適用于電池供電的低電壓回路環境。另外對TVS二極管設計的改進使其具有更低的漏電流和結電容，因而在處理高速率傳導回路的靜電沖擊時有更理想的性能表現。

TVS二極管的優勢：

TVS與齊納二極管：與傳統的齊納二極管相比，TVS二極管P/N結面積更大，這一結構上的改進使TVS二極管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二極管與陶瓷電容：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，各個端口必須至少能夠承受8kV接觸沖擊（IEC61000-4-2標準），可見使用TVS二極管可以有效保證最終產品的合格率。

TVS二極管與MLV：多層金屬氧化物結構器件（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）關系，截止電壓可達最初中止電壓的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據傳輸，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，而且芯片結構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，優化整體設計。

另一個不能忽略的特點是TVS二極管可以很方便地與其它器件集成在一個芯片上，現有很多將EMI過濾和RFI防護等功能與TVS二極管集成在一起的器件，不但減少設計所采用的器件數目降低成本，而且也避免PCB板上布線時易誘發的伴生自感。

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