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esd保护二极管选型

2018-07-13 14:51:31

ESD保护二极管的作用是转移来自敏感元件的ESD应力,使电流流过保护元件而非敏感元件,同时维持敏感元件上的低电压;ESD保护元件还应具有低泄漏和低电容特性,不会降低电路功能;不会对高速信号造成损害,在多重应力作用下保护元件的功能不会下降。

  瞬态电压抑制器(TVS)、压敏电阻和聚合物是近几年发展起来的几种专用ESD保护元件。其中前两种元件均采用电压钳位的方式进行保护,采用带导电粒子的聚合物则是采用消弧(crowbar)保护策略。压敏电阻和聚合物支持双向保护,但TVS可支持单向或双向保护。传统的压敏电阻虽然在成本上具有一定优势,但它存在的一个最大问题是体积太大,无法满足手持设备的封装要求。事实上,与压敏电阻相比,基于硅材料的TVS和聚合物材料ESD具有更好的钳制性能、更低的泄漏和更长的使用寿命。

  几种ESD器件的比较

  1、普通二极管,只能起到箝制电压的作用,不能响应高达几百兆频率的ESD脉冲。

  2、压敏电阻/热敏电阻/PTC,压敏电阻抗一次ESD脉冲后特性就会改变,而ESD保护器件抗几万次也不会改变特性。 3、压敏电阻能承受更大的浪涌电流,而且其体积越大所能承受的浪涌电流越大,最大可达几十kA到上百kA;但压敏电阻的非线性特性较差,大电流时限制电压较高,低电压时漏电流较大。

  4、TVS管的非线性特性和稳压管一样,击穿前漏电流很小,击穿后是标准的稳压特性,比起压敏电阻来TVS管最大箝位电压偏离击穿电压较小,优于压敏电阻,但通流能力比压敏电阻较小。

  5、从反应速度来看,TVS管的反应速度很快,为ps级,而压敏电阻反应速度较慢,为ns级。另外,两者的电容都较大(TVS管也有低电容产品)。

  6、TVS管的可靠性高,不易劣化,使用寿命长。而压敏电阻的可靠性较差,易老化,使用寿命较短

首先要提供你要保护的元器件的正常工作电压或要保护的管脚、口线的允许电压范围,否则的话ESD保护二极管型号选择不当会影响正常工作。

  ESD静电二极管的选型:

  第一、要采用Array式的ESD保护组件,这样才可以用最少的组件数来缩小PCB的空间及降低PCB的寄生阻抗;

  第二、ESD保护组件的线路电容要够低,如USB2.0需要用小于3pF,USB3.0需要用小于0.3pF,10/100M LAN需要用小于3pF的ESD保护元件;

  第三、ESD保护元件的箝制电压必须要够低,才能使系统在ESD发生时还能不受干扰地运作,至于要多低的箝制电压才够,则要看系统的噪声免疫能力而定。


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