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ESD保護(hù)器件的種類和應(yīng)用

在電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造工藝中使用ESD防護(hù)器件在STM和PCB設(shè)計(jì)中應(yīng)用已經(jīng)很廣泛，比如，經(jīng)常使用的手機(jī)內(nèi)部電路，還有PC主板中的防靜電工藝等。在此我們總結(jié)歸納一下都有哪些ESD保護(hù)器件。

一、ESD：Electrostatic Discharge

就是當(dāng)靜電能量達(dá)到一定程度后，擊穿其間介質(zhì)而進(jìn)行放電的現(xiàn)象。

是一種極快的瞬間脈沖電流。ESD的特點(diǎn)是持續(xù)時(shí)間短(在0.7~1ns之間)，低能量，瞬時(shí)高電壓。

二、防護(hù)措施

ESD保護(hù)器件要有能力把靜電放電的瞬間高電壓抑制到被保護(hù)器件可承受的電壓范圍內(nèi)。在為給定的應(yīng)用選擇保護(hù)器件的時(shí)候，要考慮到ESD保護(hù)器件能夠迅速響應(yīng)并把ESD電壓控制到較低的電平。

三、ESD保護(hù)器件的分類和性能對(duì)比

1)在ESD的保護(hù)器件上采用硅材料技術(shù)，有代表性的如TVS二級(jí)管。

2)保護(hù)器件上使用了氧化鋅材料技術(shù)，如多層氧化鋅壓敏電阻MLV。

3)以高分子聚合物技術(shù)為代表的保護(hù)器件。

4)AEM科技新推出的新一代ESD保護(hù)器件“***iode”靜電保護(hù)器，采用獨(dú)有的玻璃陶瓷材料、自有專利制造工藝實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì);具有低漏電流(<0.1nA),強(qiáng)耐受靜電沖擊，高穩(wěn)定性，低鉗位電壓(<50V),低容值(<0.25pF)等性能優(yōu)勢(shì)，相比較其它的ESD保護(hù)器件具有較佳的性價(jià)比。

電磁兼容性整改的幾種方法

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使越來(lái)越多的電氣和電子設(shè)備進(jìn)入社會(huì)各個(gè)角落，電子技術(shù)滲透到各個(gè)方面。電氣和電子設(shè)備的密度急劇增加，設(shè)備的發(fā)射功率越來(lái)越大，無(wú)線電頻譜日益擁擠，致使有限空間的電磁環(huán)境日趨惡化，因此電磁兼容性是需要解決的關(guān)鍵問題。但由于我國(guó)電磁兼容起步比較晚，很多的電氣和電子產(chǎn)品由于對(duì)電磁兼容性的考慮不足，致使一些電氣和電子產(chǎn)品不合格，重新設(shè)計(jì)顯然是不大切和實(shí)際的，所以電磁兼容性的改變顯得比較重要了。下邊就筆者在實(shí)際工作中對(duì)電磁兼容性的整改作個(gè)小結(jié)。

首先，要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行診斷，分析其干擾源所在及其相互干擾的途徑和方式。再根據(jù)分析結(jié)果，有針對(duì)性的進(jìn)行整改。一般來(lái)說(shuō)主要的整改方法有如下幾種。

1、減弱干擾源

在找到干擾源的基礎(chǔ)上，可對(duì)干擾源進(jìn)行允許范圍內(nèi)的減弱，減弱源的方法一般有如下方法：a.在IC的Vcc和GND之間加去耦電容，該電容的容量在0.01μF~0.1μF之間，安裝時(shí)注意電容器的引線，使它越短越好。b.在保證靈敏度和信噪比的情況下加衰減器。如VCD、DVD視盤機(jī)中的晶振，它對(duì)電磁兼容性影響較為嚴(yán)重，減少其幅度就是可行的方法之一，但其不是解決方法。c.還有一個(gè)間接的方法就是使信號(hào)線遠(yuǎn)離干擾源。

2、電線電纜的分類整理

在電子設(shè)備中，線間耦合是一種重要的途徑，也是造成干擾的重要原因，因?yàn)轭l率的因素，可大體分為高頻耦合與低頻耦合。因耦合方式不同，其整改方法也是不同的，下邊分別討論：

TVS的特性與工作原理

TVS是普遍使用的一種新型高效電路保護(hù)器件，它具有極快的響應(yīng)時(shí)間(亞納秒級(jí))和相當(dāng)高的浪涌吸收能力。當(dāng)它的兩端經(jīng)受瞬間的高能量沖擊時(shí)，TVS能以極高的速度把兩端間的阻抗值由高阻抗變?yōu)榈妥杩?，以吸收一個(gè)瞬間大電流，從而把它的兩端電壓箝制在一個(gè)預(yù)定的數(shù)值上，從而保護(hù)后面的電路元件不受瞬態(tài)高壓尖峰脈沖的沖擊。正因?yàn)槿绱?，TVS可用于保護(hù)設(shè)備或電路免受靜電、電感性負(fù)載切換時(shí)產(chǎn)生的瞬變電壓，以及感應(yīng)雷所產(chǎn)生的過(guò)電壓。圖1所示為TVS的符號(hào)及伏安特性曲線。

TVS管和穩(wěn)壓管一樣，也是反向應(yīng)用的。其中VR稱為轉(zhuǎn)折電壓，是反向擊穿之前的臨界電壓。VB是擊穿電壓，其對(duì)應(yīng)的反向電流IT一般取值為1mA。 VC是箝位電壓，當(dāng)TVS管中流過(guò)的峰值電流為IPP的大電流時(shí)，管子兩端電壓就不再上升了。因此TVS管能夠始終把被保護(hù)的器件或設(shè)備的端口電壓限制在VB～VC的有效區(qū)內(nèi)。與穩(wěn)壓管不同的是，IPP的數(shù)值可達(dá)數(shù)百安培，而箝位響應(yīng)時(shí)間僅為1×10-12s。TVS的允許脈沖功率為 PM=VCIPP，且在給定鉗位電壓下，功耗PM越大，其浪涌電流的承受能力越大。