電子產品的靜電放電保護(一)
發布時間:2008-10-24 來源:中國電子元器件技術
中心論題:
- 說明ESD閃擊可能引發的故障機製
- ESD測量標準
- 介紹分流時間瞬態抑製器件
解決方案:
- 了解ESD損害的基本性質是嚴重的熱過載
- 係統設計必須包含初級保護元件
- 設計中使用的TVS二極管必須滿足:VWM>VN、VCM<VNM、IIM<IPPM
為了提高產品的耐受性,影響整個電子業的四個長期趨勢,促使靜電放電(ESD)保護在目的性工程的總體實踐中日益重要。首先,與數年前相比,隨著用戶、信號I/O功能日益複雜和流行,產品上ESD的閃擊進入點多了許多。尤其是對於信號I/O端口,以及小鍵盤、指示器、顯示器。
其次,隨著IC製造工藝從500nm左右演變到90nm和更小尺寸,集成器件的擊穿電壓已大大降低。這與工作電壓的降低直接相關,在計算核心領域幅度最大,而且在I/O、存儲器、模擬電路也是如此。這個趨勢的一個受害者就是傳統的保護器件,它們的閾值電壓超過了當前器件的最高電壓應力極限。
第(di)三(san),伴(ban)隨(sui)著(zhe)集(ji)成(cheng)器(qi)件(jian)尺(chi)寸(cun)的(de)縮(suo)小(xiao),信(xin)號(hao)傳(chuan)輸(shu)頻(pin)率(lv)增(zeng)加(jia)迅(xun)猛(meng)。這(zhe)個(ge)趨(qu)勢(shi)極(ji)大(da)改(gai)善(shan)了(le)計(ji)算(suan)裝(zhuang)置(zhi)的(de)吞(tun)吐(tu)速(su)度(du),以(yi)及(ji)射(she)頻(pin)和(he)光(guang)子(zi)係(xi)統(tong)的(de)頻(pin)譜(pu)接(jie)入(ru)。然(ran)而(er),隨(sui)著(zhe)信(xin)號(hao)傳(chuan)輸(shu)頻(pin)率(lv)的(de)增(zeng)加(jia),電(dian)路(lu)對(dui)並(bing)聯(lian)電(dian)容(rong)的(de)承(cheng)受(shou)力(li)減(jian)弱(ruo)了(le)。遺(yi)憾(han)的(de)是(shi),所(suo)有(you)的(de)瞬(shun)態(tai)電(dian)壓(ya)保(bao)護(hu)器(qi)件(jian)均(jun)須(xu)工(gong)作(zuo)在(zai)並(bing)聯(lian)模(mo)式(shi),因(yin)此(ci)在(zai)其(qi)非(fei)工(gong)作(zuo)模(mo)式(shi)中(zhong)導(dao)致(zhi)了(le)並(bing)聯(lian)的(de)雜(za)散(san)。
zuihou,dangqianjichengqijiandeweixinghuaqushiyezaochenglechanpinchicundezongtisuoxiao。jiaoduandechuandaojixiantigongjiaodidezasandiangan,zhejiyouyoudianyeyouquedian。haodeyimianshi,duiyulinjindianlusuochengshoudeshuntaidianliueryan,jiaoxiaodedianganzasandailaideouhexishujiaoxiao。raner,jiaodidezasandianganyezengqianglejixianduidianliushuntaidexiangying,bingjiangdiledianliulujingdedongtaizukang。
故障機製
防範危險的最好保護方法始於損害的基本性質是嚴重的熱過載,以及它對係統的損害方式。ESD損害的基本性質是嚴重的熱過載,在放電事件中,由於它以極快的速度傳遞能量,其速度遠遠超過常見IC結構的熱時間常數,並且一般把能量集中在極小的體積內,所以隻需極少的能量就能造成很大損害。
雙極輸入器件仍用在儀器前端、模mo擬ni信xin號hao處chu理li器qi等deng高gao精jing度du超chao低di噪zao聲sheng應ying用yong中zhong,它ta對dui電dian壓ya過guo載zai尤you其qi敏min感gan。例li如ru,能neng使shi器qi件jian保bao持chi完wan好hao的de基ji極ji發fa射she極ji結jie發fa生sheng電dian流liu有you限xian的de反fan向xiang擊ji穿chuan時shi,可ke能neng會hui降jiang低di晶jing體ti管guan的degm(跨導),並增加反向泄漏電流。超過電流限製時可能導致基極發射極短路,使器件失靈。
MOS器件比雙極器件更易遭受到ESD破壞,並且隨著製造工藝尺寸的每一次縮短而更加脆弱。由於工藝技術的進步,柵極氧化物厚度隨之縮小了。在90nm,氧yang化hua物wu僅jin有you幾ji個ge分fen子zi層ceng厚hou,這zhe個ge問wen題ti驅qu使shi工gong藝yi開kai發fa者zhe去qu研yan究jiu可ke以yi替ti代dai的de柵zha極ji化hua學xue技ji術shu。雖sui然ran超chao薄bo膜mo的de表biao麵mian絕jue緣yuan強qiang度du大da於yu厚hou膜mo,但dan柵zha極ji氧yang化hua物wu的de擊ji穿chuan電dian壓ya仍reng然ran會hui隨sui著zhe先xian進jin工gong藝yi中zhong更geng薄bo的de氧yang化hua物wu而er下xia降jiang。如ru果guo一yi個ge大da於yu氧yang化hua物wu擊ji穿chuan電dian壓ya的de瞬shun態tai出chu現xian在zaiMOS晶體管的柵極上(相對於溝道電勢),氧化物就會失效,這個事件稱作“氧化物穿通”。輕微的損害也會導致明顯的柵極泄漏。更典型的情況是,在柵極金屬化層和溝道之間形成短路,由此毀壞器件。
IC內部的傳導膜也會遭受ESD導致熔斷引發的故障,從而導致斷路。熔斷行為遵循I2t特征。內部峰值電流高達30A時,即使ESD的短暫閃擊也能毀壞鈦鎢或鎳鉻薄膜跡線。
測量標準
務必指出的是,ESD抗擾度標準規定了係統級達標測試。測試程序並非普遍適用於ESD閃擊直接施加到IC引腳的情況。較老的US MIL STD 883是例外,它規定了一個源極模型,後者包含一個100pF電荷存儲器,在1500 ohm源極電阻後麵,用於在高達2kV的電勢做測試。正如此後的許多ESD抗擾度測試程序一樣,MIL STD 883yikaoqixifangdianlaimonilaizirentideshanji。yihandeshi,changjiuyilai,duiyuqixifangdianceshi,ceshizhixingguochenghehuanjingdeweixiaobianhuayeshideceshikezhongfuxingdewentiduoduo。
目前最常用的ESD抗擾度標準是IEC 61000-4-2標準。該係統級標準規定了一個源極模型,後者包含一個150pF電荷存儲器(在330 ohm源極電阻後麵)和一個特定的電流放電波形(圖1和表1)。與舊標準規定的源極相比,大電荷存儲器和低源極電阻使源極模型能交付更多能量和更大電流。


IEC 61000-4-2規定了4個(ge)測(ce)試(shi)強(qiang)度(du)級(ji)別(bie)。前(qian)兩(liang)個(ge)級(ji)別(bie)強(qiang)度(du)較(jiao)低(di),適(shi)合(he)於(yu)具(ju)備(bei)防(fang)靜(jing)電(dian)表(biao)麵(mian)的(de)受(shou)控(kong)環(huan)境(jing)中(zhong)的(de)永(yong)久(jiu)設(she)備(bei)。例(li)如(ru),這(zhe)也(ye)許(xu)包(bao)括(kuo)電(dian)腦(nao)服(fu)務(wu)器(qi),它(ta)們(men)位(wei)於(yu)出(chu)入(ru)受(shou)限(xian)的(de)地(di)方(fang),並(bing)且(qie)有(you)溫(wen)度(du)和(he)濕(shi)度(du)控(kong)製(zhi)。第(di)三(san)個(ge)級(ji)別(bie)針(zhen)對(dui)不(bu)受(shou)控(kong)環(huan)境(jing)中(zhong)隻(zhi)受(shou)到(dao)零(ling)星(xing)觸(chu)碰(peng)的(de)設(she)備(bei),如(ru)台(tai)式(shi)電(dian)腦(nao),操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)隻(zhi)在(zai)工(gong)作(zuo)日(ri)為(wei)了(le)開(kai)機(ji)才(cai)觸(chu)碰(peng)它(ta)。第(di)四(si)級(ji)是(shi)最(zui)高(gao)強(qiang)度(du)級(ji)別(bie),針(zhen)對(dui)不(bu)受(shou)控(kong)環(huan)境(jing)中(zhong)經(jing)常(chang)被(bei)觸(chu)碰(peng)的(de)設(she)備(bei),比(bi)如(ru)手(shou)機(ji)、MP3播放器或筆記本電腦。
IEC 61000-4-2測試程序同時包含了接觸放電和氣隙放電。接觸放電提供了更一致、可(ke)再(zai)現(xian)性(xing)更(geng)高(gao)的(de)結(jie)果(guo)。在(zai)接(jie)觸(chu)放(fang)電(dian)非(fei)實(shi)際(ji)條(tiao)件(jian)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),應(ying)仔(zai)細(xi)記(ji)錄(lu)測(ce)試(shi)設(she)置(zhi)和(he)程(cheng)序(xu),並(bing)測(ce)試(shi)足(zu)夠(gou)多(duo)的(de)單(dan)元(yuan),以(yi)便(bian)評(ping)估(gu)測(ce)試(shi)結(jie)果(guo)中(zhong)的(de)變(bian)化(hua)程(cheng)度(du)。
一些IC製造商會參照各項標準和源極模型來聲明ESD抗擾度。應仔細了解這些聲明是遵循MIL STD 883程cheng序xu還hai是shi更geng現xian代dai的de標biao準zhun。如ru果guo是shi後hou者zhe,則ze在zai接jie受shou它ta們men的de聲sheng明ming值zhi之zhi前qian,還hai應ying了le解jie這zhe些xie聲sheng明ming適shi用yong的de電dian路lu板ban布bu線xian約yue束shu條tiao件jian。缺que乏fa參can考kao測ce試shi說shuo明ming的deESD抗擾度聲明毫無意義。
初級保護
雖然IC引(yin)腳(jiao)配(pei)備(bei)了(le)電(dian)壓(ya)過(guo)載(zai)箝(qian)位(wei)電(dian)路(lu),但(dan)這(zhe)些(xie)電(dian)路(lu)結(jie)構(gou)太(tai)小(xiao),並(bing)且(qie)位(wei)置(zhi)遠(yuan)離(li)放(fang)電(dian)進(jin)入(ru)點(dian),無(wu)法(fa)像(xiang)初(chu)級(ji)保(bao)護(hu)機(ji)製(zhi)那(na)樣(yang)有(you)效(xiao)。因(yin)此(ci),係(xi)統(tong)設(she)計(ji)必(bi)須(xu)包(bao)含(han)初(chu)級(ji)保(bao)護(hu)元(yuan)件(jian),以(yi)便(bian)把(ba)能(neng)量(liang)從(cong)ESD閃擊安全地分流。
對於ESD耐受性,保護器件的位置是其中關鍵的問題。ESD抗擾方法完全依靠把閃擊能量分流到地,如表1所示。如果把初級保護器件放在離ESD閃擊進入點很近的位置,例如在I/O端口附近,那麼閃擊電流隻會流過很短的一段PCBjixian。erruguobachujibaohuqijianfangzailijinrudianyouxiejulideweizhi,nameshanjidianliujiuhuiliuguojiaochangdejixianchangdu。zaizhezhonganpaizhong,shanjidianliunenggenghaodiyidianganxingshiouhedaolinjinjixian,baokuonaxieweizaiwaibuduankouzhongjiedejixian,ruguozaicizhongjie,tamenjiubuhuishoudaoESD引發的應力的危害。
與此類似,接地設計必須考慮正常工作條件下流過的ESD閃擊電流和接地返回電流。這項要求一般建議:保護器件配備的接地跡線比設計方案所擔保的更粗,或者使用接地層。
應仔細考慮初級保護器件的規格。元器件製造商隻用幾個參數來描述瞬態電壓抑製器(TVS)detexing,dansuoyoucanshujunxushiheyusuoxushoubaohudetedingxianlu。edinggongzuodianyahuozuigaokailudianyashibeibaohudianluzaizhengchanggongzuotiaojianxiayingchengshoudezuigaodianshi。dianyabuchaoguozuigaokailudianyashi,qijiandexieloudianliuyingbuhuichaoguojixiaodeguidingzhi。zuigaokailudianyajiqixieloudianliuyingshiyongyuqijiandezhenggegongzuowendufanwei。
隨著器件電勢超過最高開路電壓,分流電流將開始增加。元器件製造商在分流電流升至特定值時,規定了一個稱作“擊穿電壓”的閾值。該閾值在室溫時一般比最高開路電壓高10-15%,並且正溫度係數約為0.1%/℃。
TVS把受保護節點限製在箝位電壓,元器件的數據表在其峰值衝擊電流(最高安全工作電流)規定該電壓值。箝位電壓一般比最高開路電壓高60%。電壓從擊穿電壓升至箝位電壓的部分原因是器件在消散ESD閃擊能量時的內部溫升。保守地規定器件的峰值脈衝功率,就能把箝位電壓的影響降至最低。不過,應注意:器件的並聯雜散電容與其尺寸成比例。
qianweidianyadediergeyingxiangyinsu,yuanziyuliuguoqijianjibuxianzhongdeshoubaohujiedianhedizhijiandejishengdianzudefenliudianliu。rangjixianbaochijinkenengduanhekuan,keyijiangdiIR。tongyang,shanjiqianyandedianliuxunsushenggao,huishicharudaoqijianjibuxianzhongdejishengdianganduiqianweidianyachanshengdongtaiyingxiang。rangjixianjinkenengduanhekuan,yekeyibazhegedongtaixiangjiangzhizuidi。
以上部分介紹了電子行業的四個長期技術和應用趨勢,這些趨勢提高了靜電放電(ESD)保護對耐用電子設計的重要性。舉例說明了ESD閃(shan)擊(ji)可(ke)能(neng)引(yin)發(fa)的(de)故(gu)障(zhang)機(ji)製(zhi),以(yi)及(ji)一(yi)些(xie)定(ding)義(yi)測(ce)試(shi)儀(yi)器(qi)和(he)測(ce)試(shi)協(xie)議(yi)的(de)常(chang)見(jian)標(biao)準(zhun),人(ren)們(men)可(ke)用(yong)這(zhe)些(xie)儀(yi)器(qi)和(he)協(xie)議(yi)來(lai)評(ping)估(gu)產(chan)品(pin)的(de)耐(nai)用(yong)性(xing)。最(zui)後(hou)介(jie)紹(shao)了(le)分(fen)流(liu)型(xing)保(bao)護(hu)器(qi)件(jian)的(de)關(guan)鍵(jian)參(can)數(shu),可(ke)用(yong)這(zhe)些(xie)器(qi)件(jian)來(lai)保(bao)護(hu)設(she)計(ji)方(fang)案(an)中(zhong)易(yi)被(bei)ESD和其它快速瞬態損壞的節點。第二部分將介紹最常見的分流時間瞬態抑製器,並探討如何為其中廣泛應用的器件製定規格。
抑製器(或稱箝位器件)有多種構造。最常見的是金屬氧化物壓敏電阻(MOV)、聚合物變阻器、標準齊納二極管、雪崩瞬態電壓抑製器(TVS)二極管。它們均作為分流型保護器件來工作。(在電源軌應用中,保險絲、duanluqihuoqitaguoliuxianzhiyuanjianyingweiyunenglianglaiyuanyurenhefenliuxingshuntaibaohuqijianzhijian。quefacileichuanlianguoliubaohu,jiukenengzaifenliuqijiangongzuoshidaozhiweixianzhuangkuang。)與此類似,應考慮應用在分流型保護器件與線路驅動器或其它低壓I/O信號源之間是否需要串聯阻抗,以針對信號路徑上的過多故障電流提供保護。
MOV內部結構包括一個氧化鋅顆粒矩陣,這些顆粒在其邊界的表現像PN半(ban)導(dao)體(ti)結(jie)。該(gai)矩(ju)陣(zhen)組(zu)成(cheng)了(le)一(yi)個(ge)包(bao)含(han)串(chuan)聯(lian)和(he)並(bing)聯(lian)二(er)極(ji)管(guan)的(de)大(da)型(xing)陣(zhen)列(lie),因(yin)此(ci)在(zai)擊(ji)穿(chuan)期(qi)間(jian),電(dian)流(liu)往(wang)往(wang)會(hui)流(liu)經(jing)這(zhe)個(ge)整(zheng)體(ti)。間(jian)隙(xi)電(dian)極(ji)的(de)作(zuo)用(yong)是(shi)重(zhong)新(xin)分(fen)配(pei)電(dian)流(liu)密(mi)度(du),來(lai)確(que)保(bao)這(zhe)些(xie)器(qi)件(jian)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)各(ge)自(zi)的(de)主(zhu)體(ti)。所(suo)以(yi)最(zui)終(zhong)MOV的額定功率與體積成正比。
這些器件天生就是雙向,並表現出較高的閾值電壓和泄漏電流,這使它們適合作為交流電輸入浪湧保護器。對於汽車、工業、數據處理和類似環境中易受線路浪湧影響的直流電應用,上述器件能起到相似作用。然而,這些特性使MOV不適合於多數信號線路保護方案。
聚合物變阻器的表現類似於可控矽,這意味著它們的I/V曲(qu)線(xian)可(ke)迅(xun)速(su)折(zhe)回(hui),使(shi)箝(qian)位(wei)電(dian)壓(ya)遠(yuan)低(di)於(yu)閾(yu)值(zhi)。再(zai)加(jia)上(shang)它(ta)們(men)的(de)低(di)電(dian)容(rong)和(he)小(xiao)尺(chi)寸(cun),使(shi)它(ta)們(men)對(dui)於(yu)高(gao)速(su)信(xin)號(hao)線(xian)路(lu)很(hen)具(ju)有(you)吸(xi)引(yin)力(li)。但(dan)遺(yi)憾(han)的(de)是(shi),它(ta)們(men)的(de)閾(yu)值(zhi)電(dian)壓(ya)經(jing)常(chang)高(gao)於(yu)現(xian)代(dai)信(xin)號(hao)I/O端口上的電壓過應力極限情況下的實際可承受量。
齊(qi)納(na)二(er)極(ji)管(guan)的(de)特(te)征(zheng)表(biao)現(xian)與(yu)分(fen)流(liu)式(shi)穩(wen)壓(ya)器(qi)相(xiang)同(tong)。這(zhe)類(lei)器(qi)件(jian)在(zai)低(di)於(yu)其(qi)閾(yu)值(zhi)電(dian)壓(ya)時(shi)表(biao)現(xian)出(chu)的(de)泄(xie)漏(lou)電(dian)流(liu)非(fei)常(chang)合(he)理(li)。隨(sui)著(zhe)源(yuan)極(ji)電(dian)壓(ya)升(sheng)高(gao)並(bing)超(chao)出(chu)齊(qi)納(na)二(er)極(ji)管(guan)的(de)閾(yu)值(zhi),器(qi)件(jian)開(kai)始(shi)導(dao)電(dian)。無(wu)負(fu)載(zai)源(yuan)極(ji)電(dian)壓(ya)和(he)齊(qi)納(na)二(er)極(ji)管(guan)的(de)工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)之(zhi)間(jian)的(de)差(cha)值(zhi)在(zai)源(yuan)極(ji)阻(zu)抗(kang)兩(liang)端(duan)下(xia)降(jiang),並(bing)且(qie)齊(qi)納(na)二(er)極(ji)管(guan)會(hui)調(tiao)製(zhi)分(fen)流(liu)電(dian)流(liu)來(lai)保(bao)持(chi)這(zhe)種(zhong)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)況(kuang)。齊(qi)納(na)二(er)極(ji)管(guan)的(de)端(duan)子(zi)電(dian)壓(ya)在(zai)恒(heng)溫(wen)時(shi)保(bao)持(chi)基(ji)本(ben)穩(wen)定(ding)。
作為ESDhuolangyongyizhiqijian,youyugongzuodianyasuojingguodelianjiemianjijiaoxiao,suoyiqinaerjiguanyibanzhitigongyouxiandeedinggonglv。gaiqijiandeshunjianjiegonghaoshishangshugongzuodianyayugaiqijianbaochigaidianyadefenliudianliudechengji。
雪崩型TVS二極管的工作特性與齊納二極管相似,但構造和規格方麵的差異使TVS二極管更適合於瞬態保護,尤其是對於低壓節點。實際上,TVS二極管是麵向此類應用的最常見保護器件。很多關於ESD減緩和浪湧抑製的文獻把TVS二極管稱作齊納二極管,並且兩者經常共用相同的原理圖符號,這造成了不必要的困惑。因此對文章、應用說明和其它設計支持材料應做仔細闡釋。
TVS二er極ji管guan提ti供gong的de主zhu要yao優you勢shi是shi箝qian位wei電dian壓ya低di和he開kai關guan時shi間jian少shao於yu一yi納na秒miao。這zhe些xie元yuan件jian的de結jie麵mian積ji一yi般ban大da於yu標biao準zhun齊qi納na二er極ji管guan,這zhe使shi它ta們men能neng更geng好hao地di吸xi收shou瞬shun態tai能neng量liang。然ran而er,較jiao大da的de結jie增zeng加jia了le器qi件jian的de關guan斷duan模mo式shi分fen流liu電dian容rong。由you於yu結jie麵mian積ji與yu額e定ding功gong率lv以yi及ji電dian容rong之zhi間jian的de關guan係xi,人ren們men將jiang會hui發fa現xian,這zhe些xie器qi件jian的de額e定ding功gong率lv和he電dian容rong大da體ti成cheng正zheng比bi。在zai搜sou尋xun合he適shi器qi件jian用yong於yu高gao速su信xin號hao端duan口kou設she計ji時shi,要yao記ji住zhu上shang述shu情qing況kuang。
確定TVS二極的規格
六個關鍵參數可以描述TVS二極管:擊穿電壓(VBR)及其溫度係數(dVBR/dT)、最大工作電壓(VWM)、最大箝位電壓(VCM)、最大峰值脈衝電流(IPPM)、峰值脈衝功率(PPPM)。高速信號線路保護應用對結電容(CJ)也很敏感,製造商通常在零伏偏置電壓規定其規格,這是該測量標準的最壞情形工作條件。
有數千種TVS二極管可供選擇,和多參數器件的常見情況一樣,人們必須準備同時應付多種器件規格。
其中一種方法是借助三項數據開始:節點的最大正常工作電壓(VN)、連接至該節點的任何半導體的絕對最大引腳電壓(VNM)、危險情況的最大故障電流(IIM)。設計中使用的TVS二極管必須滿足三項關係:VWM>VN、VCM<VNM、IIM<IPPM。
如果按照IEC 61000-4-2等標準來設計保護方案,則應采用該標準的IIM。如果使用的標準未規定峰值電流,則可把測試電壓除以源極阻抗,並把結果提高20或25%,以便為設計提供一些裕量。
如果尺寸、成本、電容約束條件允許選擇IPP大於應用最低要求的TVS二(er)極(ji)管(guan),那(na)麼(me)將(jiang)能(neng)實(shi)現(xian)低(di)於(yu)二(er)極(ji)管(guan)數(shu)據(ju)表(biao)建(jian)議(yi)的(de)箝(qian)位(wei)電(dian)壓(ya)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)器(qi)件(jian)製(zhi)造(zao)商(shang)是(shi)在(zai)器(qi)件(jian)的(de)峰(feng)值(zhi)脈(mai)衝(chong)電(dian)流(liu)規(gui)定(ding)箝(qian)位(wei)電(dian)壓(ya)的(de)。如(ru)果(guo)應(ying)用(yong)的(de)最(zui)大(da)期(qi)望(wang)故(gu)障(zhang)電(dian)流(liu)(直接給出或根據標準計算)低於器件的IPP,則箝位電壓將是數據表數值的可計算的一部分。
假設二極管的電壓是VBR(MAX)(最壞情形中的導電開端)和VCM(對應於最大電流IPPM的箝位電壓)之間電流的線性函數,並且VBR(MAX)位置的電流相對於IPPM可忽略不計,則中等電流時箝位電壓的保守估算值為

如果TVS二極管的數據表未規定VBR(MAX),則合理的近似值為

如果應用必須工作於低溫狀態,而VBR具有正溫度係數,約為每攝氏度0.1%。在低溫條件下,該數量壓縮了VWM和VBR之間的裕量,因此在精簡自己的候選零件之前,務必檢查VBR在應用的最低溫度時的值。
此外,需確定箝位器件必須容忍的峰值功耗PPP。如ru果guo設she計ji遵zun循xun的de標biao準zhun未wei規gui定ding峰feng值zhi閃shan擊ji電dian流liu,則ze可ke以yi計ji算suan該gai值zhi。在zai閃shan擊ji源yuan和he箝qian位wei器qi件jian之zhi間jian的de雜za散san阻zu抗kang很hen低di,並bing且qie閃shan擊ji電dian壓ya遠yuan高gao於yu箝qian位wei電dian壓ya的de最zui壞huai情qing形xing中zhong,峰feng值zhi閃shan擊ji電dian流liu基ji本ben等deng於yu閃shan擊ji源yuan的de開kai路lu電dian壓yaVOC除以其源阻抗ZS。可以簡單根據來計算峰值功耗:

如果閃擊源和保護器件之間存在阻抗ZI,則箝位器件的功耗降至

然而,構成額外阻抗主要因素的元件必須能承受它自己在閃擊期間的功耗PI:

如果抑製器的數據表規定了峰值功耗,則該規格適用於具體波形和脈衝寬度。TVS二極管製造商通常報出的規格中包括10/1,000微秒脈衝。這個瞬態具有所謂的雙指數:波形在上升沿和下降沿都有指數型時域特性。在這種情況下,10/1,000規格是指10µs上升時間以及從峰值到半功率的1,000µs下降時間。
器qi件jian的de額e定ding功gong率lv依yi賴lai於yu波bo形xing和he脈mai衝chong寬kuan度du,這zhe是shi因yin為wei瞬shun態tai遠yuan遠yuan短duan於yu器qi件jian的de熱re時shi間jian常chang量liang。實shi際ji上shang,這zhe限xian製zhi了le元yuan件jian在zai某mou事shi件jian期qi間jian能neng吸xi收shou的de能neng量liang數shu量liang(焦耳),與之形成對比的是器件在事件期間所能消耗的能量數量,它是更典型的時間速率(瓦),該事件發生的時間間隔明顯長於器件的熱時間常量。
在此類條件下,離散脈衝短於10µs左右,分流抑製器遵循Wunsch-Bell模型:

其中k為與波形能量相關的常量——其功率曲線的時間積分,而tw為脈衝寬度。製造商的數據表經常以降額曲線的形式說明此項關係。
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