在涉及浪涌防護時,傳統瞬態電壓抑制二極管(TVS)具有成本低廉和應用方便等特點,工程師通常會將其作為熱門選擇。然而傳統TVS存在不可忽視的缺點,從而導致系統設計面臨挑戰,例如TVS二極管的特性對溫度變化敏感、鉗位電壓特性低效以及封裝體積大,導致需要對受保護電路進行過度設計。為了產品在惡劣環境中運行維持更長的使用壽命,因此必須開發更為可靠的浪涌保護解決方案。
湖南靜芯突破浪涌控制(SurgeControl)技術,推出瞬態分流抑制器(TransientDivertingSuppressors,簡稱TDS)產品系列,用來保護電路的靜電放電ESD(Electro-Static Discharge)和電氣過壓EOS(Electrical Over Stress)。TDS與傳統TVS二極管的結構以及工作機理不同,其不再基于傳統的PN結作為擊穿機制與浪涌電流泄放路徑。TDS產品系列具有精準且恒定的觸發電壓、優異的鉗位性能、低導通電阻以及穩定的溫度特性,可為系統提供更全面和更可靠的保護,避免系統的過度設計。
基于PN結的傳統TVS二極管具有固定的動態導通電阻(RDYN)(圖1),TVS二極管的鉗位電壓VC=VBR+IPP*RDYN。由于動態電阻(RDYN)是一個固定值,因此鉗位電壓隨著IPP的增加而增加,最終導致鉗位電壓在峰值脈沖電流范圍內線性增加。
TDS使用浪涌額定場效應晶體管作為主要保護元件。TDS的工作原理類似于由精密觸發電路激活的電壓控制開關(圖2)。在EOS事件期間,瞬態電壓攀升至精密觸發器所設定的擊穿電壓(VBR)閾值時,觸發電路立即啟動,開啟內置的泄流場效應晶體管,有效的將瞬態高壓與大電流安全轉移至地。
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圖1傳統TVS二極管的等效電路模型 | 圖2 TDS的框圖 |
TDS內置浪涌額定場效應晶體管的RDYN非常小,因此TDS的鉗位電壓與擊穿電壓近似相等,并且TDS的鉗位電壓在額定峰值脈沖電流范圍內基本保持恒定,如圖3所示。TDS相比于TVS器件具備更加平緩的鉗位能力和低的鉗位電壓,其有效防止后端芯片被損壞,提高系統可靠性。
圖3傳統TVS二極管與TDS的鉗位電壓對比
靜芯公司推出的系列TDS芯片具有接近理想狀況的ESD和EOS保護特性,可以廣泛應用于USB/雷電接口、工業機器人、IO-Link接口、工業傳感器、IIoT設備、可編程邏輯控制器(PLC)和以太網供電(PoE)等領域,可為系統提供更全面以及更可靠的保護。目前公司推出來ESTVS2200DRVR、ESTDS2211P、ESTVS3300DRVR、ESTDS3311P等封裝型號,歡迎客戶前來咨詢選購。
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深度認識TVS瞬態抑制二極管的鉗位電壓
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ESD5B系列瞬態電壓抑制器SOD-523封裝
瞬態電壓抑制器(TVS)原理及應用電路
瞬態分流抑制器(TDS)優勢2—平緩電壓鉗位

瞬態分流抑制器(TDS)優勢4—高ESD峰值泄放特性

瞬態分流抑制器(TDS)優勢5—低漏電特性

瞬態分流抑制器(TDS)優勢6—低電容特性

瞬態分流抑制器(TDS)優勢7—損耗小與低溫度降額

瞬態分流抑制器(TDS)優勢8—高魯棒性與高可靠性

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