TVS二极管在便携设备ESD中应用

对过压威胁。

　　3．Vc这是二极管在截止状态提供的电压，也就是在ESD冲击状态时通过TVS的电压，它不能大于被保护回路的可承受极限电压，否则器件面临被损伤的危险。

　　4．Pppm额定脉冲功率 这是基于最大截止电压和此时的峰值脉冲电流，对于手持设备，一般来说500W的TVS就足够了。

　　5．电容对于数据/信号频率越高的回路，二极管的电容对电路的干扰越大，形成噪声或衰减信号强度，因此需要根据回路的特性来决定所选器件的电容范围。高频回路一般选择电容应尽量小（如LCTVS、低电容TVS，电容不大于3pF），而对电容要求不高的回路电容选择可高于40pF。

　　下面分别介绍几种常见手持设备ESD保护对TVS的要求：

　　音频输入/输出：音频回路的信号速率比较低，对器件电容的要求不太高，100pF左右都是可以接受的。有的设计中将耳机和麦克风合在一起，有的则是分立线路，前一种情况可以选择单路TVS，而后一种情况如果两个回路是邻近的，则可以选用多路TVS阵列，只用一个器件就能完成两个回路的保护。

　　按键/开关：这些回路的数据率很低，对器件的电容没有特殊要求，用普通的TVS阵列都可以胜任。

　　数据视频/USB2.0：数据率高达480Mbps，有的视频数据率达到1G以上，因而要选择低电容LCTVS，它通常是将一个低电容二极管与TVS二极管串联，以降低整个线路的电容（可低于3pF），达到高速率回路的要求。

　　SIM卡/天线：有专门为此类端口设计的集ESD（TVS）/EMI/RFI防护于一个芯片的器件，充分体现了片式器件的无限集成方案。

　　电源/充电口：由于是直流回路，可选用高电容器件。此端口可能会受到高能量的冲击，可以选用集成了TVS和过流保护功能的器件。

　　在针对不同用途选择器件时，要避免使器件工作在其设计参数极限附近，还应根据被保护回路的特征及可能承受ESD冲击的特征选用反应速度足够快、敏感度足够高的器件，这对于有效发挥保护器件的作用十分关键，另外集成了其它功能的器件也应当首先考虑。

　　众多半导体厂商提供了多种不同的TVS二极管封装形式，尤其是像SOT23和SC-70，以及与芯片同等大小的倒装芯片之类的微型封装，在板上只占约4.8mm2的位置，却可以同时保护多个线路。最近的许多新产品更是适应便携设备高集成度、小型化要求，将EMI/RFI/ESD保护集成在一个器件中，不但可以有效缩小空间，还大大减少了成本，降低了器件采购成本和加工成本，对于同时需要这几种保护功能的端口来说，可谓设计者的首选。

　　PCB布局配合

　　对于便携式设备来说，各类集成电路的复杂性和精密度的提高使它们对ESD也更加敏感，以往的通用回路设计也不再适合。在使用TVS二极管保护ESD损害的同时，必须配合合理的PCB布局。

　　首先是要避免自感。对于ESD这样巨变突发的脉冲，很可能会在回路中引起寄生自感，进而对回路形成强大的电压冲击，并可能超出IC的承受极限而造成损伤。负载产生的自感电压与电源变化强度成正比，ESD冲击的瞬变特征易于诱发高强自感。减小寄生自感的基本原则是尽可能缩短分流回路，必须考虑到包括接地回路、TVS和被保护线路之间的回路以及由接口到TVS的通路等所有因素。所以TVS器件应与接口尽量接近，与被保护线路尽量接近，这样才会减少自感耦合到其它邻近线路上的机会。

　　另外可应用下述原则对线路进行优化：

　　1．避免在保护线路附近走比较关键的信号线；

　　2．尽量将接口安排在同一个边上；

　　3．避免被保护回路和未实施保护的回路并联；

　　4．各类信号线及其馈线所形成的回路所环绕面积要尽量小，必要时可考虑改变信号线或接地线的位置；

　　5．将接口信号线路和接地线路直接接到保护器件上，然后再进入回路的其它部分；

　　6．将复位、中断、控制信号远离输入/输出口，远离PCB的边缘；

　　7．在可能的地方都加入接地点；

　　8．采用高集成度器件，二极管阵列不但可以大大节约线路板上的空间，而且减少了由于回路复杂可能诱发的寄生性线路自感的影响。

　　本文结论：使用TVS二极管对便携设备实施ESD保护是一种方便、有效和可靠性高的途径，根据具体用途合理选择参数和集成度是成功应用的关键，另外优化的PCB设计也是必不可少的。