TVS二极管和ESD二极管.pdf

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1、TVS 二极管和 ESD 二极管 Revised final draft November 26,2020T TV VS S管管与与E ES SD D保保护护二二极极管管的的区区别别TVS 管与 ESD 保护二极管的区别ESD?静电放电（Electro-Staticdischarge）TVS?瞬变电压抑制二极管（TransientVoltageSuppressors）TVS 瞬态电压抑制这里不论 TV 是如何产生的,比如直接或者间接的雷击,静电放电,大容量的负载投切等因素导致的浪涌.电压从几伏到几十千伏甚至更高.ESD 静电放电保护这里的 ES 主要是三种模型所表述.其中主要应用是 HBM 和

2、 MM,简单说,就是人或者设备对器件放电(静电),但是器件不能损坏.典型的 HBMCLASS1C 模型规定一个充电 1000V-2000V的 100pF 的电容通过一个 1500 欧姆的电阻对器件放电.MM 模型要比人体模型能量大一些.电容是 200pF,电压大概在 200-400 之间,不过没有串联电阻了.典型的人体模型放电,峰值电流小于 0.75A,时间 150ns 典型的机器模型放电,峰值电流小于 8A,时间 5ns 典型的雷击浪涌(电力线入线处使用的 TVS)峰值电流 3000A,时间 20us原理是一样的,但根据功率和封装来分就不一样.ESD 和 TVS 比较的话,要看用在那些用途上

3、,像 ESD 主要是用来防静电,防静电就要求电容值低,一般是 1-3.5PF 之间为最好.而 TVS 就做不到这一点,TVS 的电容值比较高.通过分别对其进行符合 IEC61000-4-2 标准的+/-8KV 接触放电,分析捕获的 IEC 应波型可以得知,TVS 保护性能强过贴片压敏很多倍.压敏电阻采用物理吸收原理,每经过一次 ESD 事件,材料就会受到一定物理损伤,形成永久性的漏电通道,而 TVS 是采用的半导体钳位原理,在经历 ESD 事件时,瞬间将能量传递出去,对器件本身并无影响.他们应用的场合不同,TVS 一般用于处级和次级保护,而 ESD 主要用于板级保护选择 TVS 一般是看器件的

4、功率和封装,ESD 器件一般看中的是它的 ESDrating(HBM/MM)和 IEC61000-4-2 的 LEVEL,高速的 USB 和 I/O 很重视它的 C瞬态抑制二极管：瞬态抑制二极管是一种限压型的过压保护器件，也叫 TVS，以 pS 级的速度把过高的电压限制在一个安全范围之内，从而起到保护后面电路的作用。TVS 的响应时间可以达到 ps 级，是限压型浪涌保护器件中最快的。用于电子电路的过电压保护时其响应速度都可满足要求。TVS 管的结电容根据制造工艺的不同，大体可分为两种类型，高结电容型 TVS 一般在几百几千 pF 的数量级，低结电容型 TVS 的结电容一般在几 pF几十 pF

5、的数量级。一般分立式 TVS 的结电容都较高，表贴式 TVS 管中两种类型都有。在高频信号线路的保护中，应主要选用低结电容的 TVS 管。向左转|向右转ESD 静电管：“ESD 静电管”这种称呼不符合专业术语，只能简单理解为用于 ESD 静电保护的二极管称之为 ESD静电管，业界也没有这种称呼。高速输入/输出端口要求使用电容小的 ESD 保护器件，尽量保持信号质量不会下降。选用的器件应当适合高速数据传输线路和无线电频率数据线路，能够经受无数次的 ESD 瞬变电压。要符合 RoHS和 IEC61000-4-2 的要求，电容要小，触发电压要低，响应时间要短，这些也是 ESD 保护器件的重要特性。TVS 吸收能量大，反映慢，适合浪涌防护，ESD 二极管吸收能力小，但反应速度快，适合静电场合。