ESD原理及典型接口选型应用
的最大峰值脉冲功耗值。在给定的最大箝位电压下,功耗PM越大,其浪涌电流的承受能力越大。在给定的功耗PM下,箝位电压VC越低,其浪涌电流的承受能力越大。另外,峰值脉冲功耗还与脉冲波形、持续时间和环境温度有关。而且,TVS所能承受的瞬态脉冲是不重复的,器件规定的脉冲重复频率(持续时间与间歇时间之比)为0.01%。如果电路内出现重复性脉冲,应考虑脉冲功率的累积,有可能损坏TVS。
5. 电容量C。电容量C是由TVS雪崩结截面决定的,是在特定的1MHz频率下测得的。C的大小与TVS的电流承受能力成正比,C太大将使信号衰减。因此,C是数据接口电路选用TVS的重要参数。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。
ESD应用
1.底部连接器的应用
底部连接器设计广泛应用在移动消费类产品上,目前市场上应用产品主要为移动电话、PDA、DSC(数码相机)以及MP3等便携产品。
由于是直流回路,可选用普通电容器件。此端口可能会受到高能量的冲击,可以选用集成TVS或分立的器件。
2 RJ-45(10/100/1000M以太网网络)
RJ-45接口广泛应用在网络连接的接口设备上,典型的应用就是10/100/1000M以太网网络。
3. 视频线路的保护
目前视频常见的输出端口设计有D-SUB、DVI(28线)、SCART(19线)和D-TERMINAL(主要日系产品在用)。视频数据线具有高数据传输率,数据传输率高达480Mbps,有的视频数据传输率达到1G以上,因而要选择低电容TVS,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。上海雷卯电子公司的ULC0524P具有良好的低电容特性,能够提供4路ESD保护,而它的后继产品SRDA05-6能够提供多达6路ESD保护。SRDA05-X系列产品适用于所有高速通讯线路的保护。
4. SIM卡数据线路保护
SIM卡数据线路保护一直是各个公司的产品重点,而且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。
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。
雷卯还提供了多种不同的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。
对于日益出现的快充USB,对于Vbus的浪涌保护尤其重要,针对快充USB,有对应的ULC1654N可以满足保护需求。
5. USB保护
6. 音频/扬声器数据线路保护
在音频数据线路保护方面,由于音频回路的信号速率比较低,对器件电容的要求不太高,普通电容指标都是可以接受的,有的手机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。
7. 按键/开关
对于按键和开关回路,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。 以上器件都是用在手机上的ESD防护,其实就是一个5V的防静电的,可以满足静电的需求。
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