ESD器件
ESD器件概述
ESD保護元件的作用是轉移來自敏感元件的ESD應力,使電流流過保護元件而非敏感元件,同時維持敏感元件上的低電壓;ESD保護元件還應具有低泄漏和低電容特性,不會降低電路功能;不會對高速信號造成損害,在多重應力作用下保護元件的功能不會下降。
瞬態電壓抑制器(TVS)、壓敏電阻和聚合物是近幾年發展起來的幾種專用ESD保護元件。其中前兩種元件均采用電壓鉗位的方式進行保護,采用帶導電粒子的聚合物則是采用消弧(crowbar)保護策略。壓敏電阻和聚合物支持雙向保護,但TVS可支持單向或雙向保護。傳統的壓敏電阻雖然在成本上具有一定優勢,但它存在的一個最大問題是體積太大,無法滿足手持設備的封裝要求。事實上,與壓敏電阻相比,基于硅材料的TVS和聚合物材料ESD具有更好的鉗制性能、更低的泄漏和更長的使用壽命。
幾種ESD器件的比較
1、普通二極管,只能起到箝制電壓的作用,不能響應高達幾百兆頻率的ESD脈沖。
2、壓敏電阻/熱敏電阻/PTC,壓敏電阻抗一次ESD脈沖后特性就會改變,而ESD保護器件抗幾萬次也不會改變特性。 3、壓敏電阻能承受更大的浪涌電流,而且其體積越大所能承受的浪涌電流越大,最大可達幾十kA到上百kA;但壓敏電阻的非線性特性較差,大電流時限制電壓較高,低電壓時漏電流較大。
4、TVS管的非線性特性和穩壓管一樣,擊穿前漏電流很小,擊穿后是標準的穩壓特性,比起壓敏電阻來TVS管最大箝位電壓偏離擊穿電壓較小,優于壓敏電阻,但通流能力比壓敏電阻較小。
5、從反應速度來看,TVS管的反應速度很快,為ps級,而壓敏電阻反應速度較慢,為ns級。另外,兩者的電容都較大(TVS管也有低電容產品)。
6、TVS管的可靠性高,不易劣化,使用壽命長。而壓敏電阻的可靠性較差,易老化,使用壽命較短
首先要提供你要保護的元器件的正常工作電壓或要保護的管腳、口線的允許電壓范圍,否則的話ESD保護二極管型號選擇不當會影響正常工作。
ESD靜電二極管的選型:
第一、要采用Array式的ESD保護組件,這樣才可以用最少的組件數來縮小PCB的空間及降低PCB的寄生阻抗;
第二、ESD保護組件的線路電容要夠低,如USB2.0需要用小于3pF,USB3.0需要用小于0.3pF,10/100M LAN需要用小于3pF的ESD保護元件;
第三、ESD保護元件的箝制電壓必須要夠低,才能使系統在ESD發生時還能不受干擾地運作,至于要多低的箝制電壓才夠,則要看系統的噪聲免疫能力而定。