标准线性集成电路的电诱发损坏:最常见起因和防止再发生的相关处理
另一种更经济的替代方法是增加一个串联电阻来有效增加源阻抗,从而限制浪涌电流,如图15所示。因为传感器在正常工作条件下消耗的电流较小(典型值小于20 mA),所以性能不受电源电流降低的影响而变差。
对于10 mA的较小负载电流,增加的电阻上的压降很低,对于一个25 的电阻约为250 mV。增加此电阻可将浪涌电流降低至:
I = (140 V – 40 V)/(2 + 25 ) = 3.7A
这低于不使用该电阻情况的浪涌电流的十分之一。功率额定值较低的TVS就能够处理这个电流。这种情况下,500W抑制器可取代5 kW器件,节省了板空间和成本。
由于能耗性能,此应用建议采用碳质电阻。该电阻的稳态功耗(V×I)为2.5 mW,只需额定功率最低的电阻就有足够的裕量。
典型TVS应用
直流线路应用
电源线上的TransZorb TVS防止瞬态、电源反相或电源开关切换期间造成的IC故障(图16)。
对于采用TransZorb TVS的电源,需选择反向截止电压等于或大于直流输出电压的TransZorb TVS。对于这类应用,可能需要用一个电感来取代串联电阻(R)(图17)。
信号线路应用
输入引脚易受到低能量、高电压静电放电或传输到信号线的串扰影响。箝位二极管或IC基板内的输入网络可提供有限保护(图18)。
线路上发生的瞬态在持续时间上可从几微妙至数毫秒变化,幅度可高达10,000 V。过电流流过二极管会造成一个开路条件或缓慢降低电路性能。位于信号线路上的TransZorbTVS可吸收此过剩能量(图19)。
欲进一步了解有关使用TransZorb保护电路的问题,请参见ADI公司应用笔记AN-311《如何切实有效地保护CMOS电路不受电源过压影响》。
小结
设计能够最大限度保护集成电路的应用非常具有挑战性,其解决方案取决于许多因素。下面简单总结了本应用笔记所讨论的保护方案:
1. 应就EOS/ESD损害预防对人员进行合理操作技术培训。
2. 应采用良好的设施接地系统,包括设备和数据线路屏蔽。
3. 审慎使用瞬态抑制器,即检查电源线路和接地线路上是否存在可能超出这些引脚最大额定值的尖峰。
4. 查看器件的上电时序是否适当。正确的顺序一般应为:GND、主电源(如可能,首先是基板电源)、VCC、
VREF+/–和所有其他引脚。
5. 查看数据手册,尤其是最大额定值部分。
应对同批次中可能受到错误测试或遭受与任何故障器件一样条件的其余器件进行评估,以确定是否可能存在潜在损害。应该执行此项分析是因为过应力条件的存在可能不会立即造成故障,但其引起的微小损害会导致长期可靠性问题。
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