中心議題：

• 瞬態保護設計
• 聚合物增強型齊納二極管
• PESD器件

解決方案：

• 在寬頻率範圍內的低插入損耗和穩定的電容
• 增強型齊納二極管集成了有效的電壓鉗位

便攜式媒體播放器、導航設備、智能手機、PlayStation以及其他電池供電的便攜式設備的移動功能
，為消費者提供了一種生活方式——可以將家裏、辦(ban)公(gong)地(di)點(dian)以(yi)及(ji)交(jiao)通(tong)工(gong)具(ju)三(san)者(zhe)之(zhi)間(jian)越(yue)來(lai)越(yue)緊(jin)密(mi)地(di)聯(lian)係(xi)在(zai)一(yi)起(qi)。然(ran)而(er)，這(zhe)種(zhong)便(bian)捷(jie)伴(ban)隨(sui)著(zhe)一(yi)定(ding)的(de)風(feng)險(xian)。這(zhe)些(xie)產(chan)品(pin)的(de)每(mei)次(ci)開(kai)啟(qi)和(he)關(guan)閉(bi)都(dou)可(ke)能(neng)會(hui)因(yin)為(wei)用(yong)戶(hu)失(shi)誤(wu)、電源電壓不正確或者是瞬態電壓或瞬態電流而導致電路損壞。

移動多媒體設備正在從以音頻為主的設備向以視頻存儲為主的設備演變
，對電源、數據傳輸速率以及電路設計的尺寸都提出了更高的要求。這些越來越小的移動設計也提出了更小
、更可靠的電路保護器件的需求。通過在材料科學以及更高效設計方麵的加速研究，電路保護器件製造商通過開發具有更小
、更方便的封裝且滿足現有性能水平的新器件來跟上發展的步伐（如圖1所示）。

圖1新的電路保護方式支持最新的移動設備

這篇文章通過兩個例子來探究新的電路保護技術如何幫助設計工程師節省寶貴的電路板空間
，並滿足不斷發展的安全和性能標準。

瞬態保護設計

在澳大利亞等國家中，目前手機的數量已經超過了人口數量
；erzaibaokuomeiguozaineidexuduoguojiazhong
，shoujishuliangyichaoguoyouxiandianhuashuliang。yidongshebeidezhezhongzengchangbujinzengjialeyonghuchuxianshiwudekenengxing，erqiegezhongyingyongduigonglvgenggaodeyaoqiudaozhiledianyuanxuqiudeshangsheng，bansuierlaidehaiyougengdadefengxian

，zhexiefengxianlaiziyuganyingdianyajianfengyijiqitalianjiehuorechabashideshuntaidianya。

在設計可能由計算機總線以及汽車電源總線供電的外圍設備時
，瞬態保護是非常重要的。在計算機總線上，5V線路上感應產生的電壓尖峰可能超過8V，而12V線路上的則可能超過16V，這可能會損壞無保護的外圍設備。隨著低成本第三方交流-USB轉換器以及汽車點煙器-USB轉換器的出現

，在計算機總線上瞬態電壓出現的可能性持續增加。

眾所周知，汽車電源總線上很不幹淨。盡管它們的標稱電壓是12V
，但是在正常工作狀態下電壓可能為8～16V。此外，電池電流可能超過100A
，也可能因為通過一個繼電器或保險絲而瞬間停止，在總線上產生很大的感應尖峰
，使得電壓增加了5倍甚至更多。隨著車內大功率電子設備的增加，感應尖峰出現的可能性也會隨之增加。

disanfangdianyuanzhuanhuanqibiandeyuelaiyuepujierqiekenenghuilvchuyixieshuntaidianya
，danshitaikedianzigongsideceshixianshi，tamendeshuntaiyizhixingnengcanchabuqi。youshihuishiyongdingzhidejiankongdianyuanlianjieqilaibimianshiyongbiaochengbuzhengquehuoshejibudangdedianyuan。buguozhezhongjiejuebanfahuichanshengzijiagongchengben，erqiebuyidingnengbaozhengyudisanfangdianyuanshipeiqibaochijueyuan。

zailingyizhongbaohufanganzhong
，kechengshougaodianyadeguifangankeyiyonglaitigongwendingdianyashuchuyijiguoyasuodinggongneng。jichengguifangandewentizaiyu，tatongchangxuyaodaliangdeewaifeiyong。

傳(chuan)統(tong)的(de)鉗(qian)位(wei)二(er)極(ji)管(guan)是(shi)最(zui)簡(jian)單(dan)的(de)保(bao)護(hu)方(fang)案(an)。但(dan)是(shi)，為(wei)了(le)承(cheng)受(shou)未(wei)經(jing)認(ren)可(ke)的(de)充(chong)電(dian)器(qi)可(ke)能(neng)的(de)電(dian)源(yuan)輸(shu)出(chu)並(bing)提(ti)供(gong)可(ke)重(zhong)置(zhi)的(de)保(bao)護(hu)

，這(zhe)種(zhong)二(er)極(ji)管(guan)必(bi)須(xu)能(neng)夠(gou)消(xiao)耗(hao)掉(diao)未(wei)經(jing)許(xu)可(ke)的(de)充(chong)電(dian)器(qi)所(suo)能(neng)夠(gou)釋(shi)放(fang)的(de)幾(ji)乎(hu)全(quan)部(bu)能(neng)量(liang)。所(suo)以(yi)，這(zhe)樣(yang)的(de)保(bao)護(hu)方(fang)案(an)就(jiu)需(xu)要(yao)大(da)的(de)二(er)極(ji)管(guan)以(yi)及(ji)較(jiao)大(da)的(de)散(san)熱(re)結(jie)構(gou)，所(suo)以(yi)它(ta)是(shi)個(ge)不(bu)現(xian)實(shi)的(de)選(xuan)擇(ze)。

聚合物增強型齊納二極管

另(ling)一(yi)種(zhong)可(ke)選(xuan)的(de)方(fang)案(an)是(shi)聚(ju)合(he)物(wu)增(zeng)強(qiang)型(xing)齊(qi)納(na)二(er)極(ji)管(guan)
，它(ta)為(wei)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)提(ti)供(gong)了(le)傳(chuan)統(tong)鉗(qian)位(wei)二(er)極(ji)管(guan)的(de)簡(jian)單(dan)性(xing)
，同(tong)時(shi)避(bi)免(mian)了(le)使(shi)用(yong)較(jiao)大(da)的(de)散(san)熱(re)片(pian)。這(zhe)種(zhong)器(qi)件(jian)不(bu)僅(jin)保(bao)護(hu)敏(min)感(gan)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)不(bu)會(hui)因(yin)為(wei)使(shi)用(yong)了(le)不(bu)合(he)適(shi)的(de)供(gong)電(dian)電(dian)源(yuan)而(er)受(shou)到(dao)損(sun)壞(huai)，而(er)且(qie)也(ye)提(ti)供(gong)了(le)瞬(shun)態(tai)抑(yi)製(zhi)
，反(fan)偏(pian)壓(ya)保(bao)護(hu)以(yi)及(ji)過(guo)電(dian)流(liu)保(bao)護(hu)，其(qi)封(feng)裝(zhuang)為(wei)小(xiao)型(xing)的(de)單(dan)片(pian)封(feng)裝(zhuang)。

如圖2所示
，聚合物增強型齊納二極管的微組裝集成了一個穩定的齊納二極管用於有效的電壓鉗位，阻值非線性的PPTC（聚合物正溫度係數）層。PPTC層對二極管加熱或過電流現象的響應是從低電阻態轉變為高電阻態。如果出現持續的大功率過壓條件，所啟動的PTC元件會限製電流並產生壓降，以保護齊納二極管以及後續的電子器件——有效地增加了二極管的功率處理能力。


圖2聚合物增強型齊納二極管器件為便攜式電子設備提供輸入功率保護

這(zhe)種(zhong)器(qi)件(jian)在(zai)鉗(qian)位(wei)和(he)消(xiao)除(chu)感(gan)應(ying)電(dian)壓(ya)尖(jian)峰(feng)方(fang)麵(mian)非(fei)常(chang)有(you)效(xiao)。作(zuo)為(wei)對(dui)感(gan)應(ying)尖(jian)峰(feng)的(de)響(xiang)應(ying)
，齊(qi)納(na)二(er)極(ji)管(guan)元(yuan)件(jian)將(jiang)電(dian)流(liu)分(fen)流(liu)到(dao)地(di)，直(zhi)到(dao)電(dian)壓(ya)降(jiang)低(di)到(dao)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)範(fan)圍(wei)。如(ru)果(guo)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)不(bu)合(he)適(shi)
，這(zhe)個(ge)器(qi)件(jian)會(hui)將(jiang)電(dian)壓(ya)鉗(qian)位(wei)，將(jiang)剩(sheng)餘(yu)的(de)功(gong)率(lv)分(fen)流(liu)到(dao)地(di)，最(zui)終(zhong)消(xiao)除(chu)不(bu)合(he)適(shi)的(de)電(dian)壓(ya)
，如(ru)圖(tu)3所示。


圖3聚合物增強型齊納二極管鉗位和消除感應電壓尖峰

聚合物增強型齊納二極管相對平坦的電壓-電(dian)流(liu)響(xiang)應(ying)幫(bang)助(zhu)對(dui)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)進(jin)行(xing)鉗(qian)位(wei)，即(ji)使(shi)在(zai)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)和(he)電(dian)源(yuan)電(dian)流(liu)變(bian)化(hua)的(de)時(shi)候(hou)也(ye)是(shi)如(ru)此(ci)。簡(jian)單(dan)地(di)說(shuo)

，聚(ju)合(he)物(wu)增(zeng)強(qiang)型(xing)器(qi)件(jian)提(ti)供(gong)了(le)一(yi)種(zhong)能(neng)夠(gou)像(xiang)齊(qi)納(na)二(er)極(ji)管(guan)那(na)樣(yang)提(ti)供(gong)保(bao)護(hu)的(de)部(bu)件(jian)
，與(yu)齊(qi)納(na)二(er)極(ji)管(guan)相(xiang)比(bi)
，除(chu)了(le)正(zheng)常(chang)PCB印刷線路之外
，不需要其他特殊的散熱結，可以承受非常高的電源故障條件。

PESD器件

目前，幾乎每種消費電子設備中都存在超高速差分接口。從USB2.0到E-SATA，再到專利HDMI1.3，差分信號已經成為傳輸和接收數據的首選方法。這些高速應用中的一個主要的設計難題是確保滿足電子設備所需要的ESD保護。

在這些應用中，傳統保護器件的寄生阻抗會使信號變形並惡化信號完整性，這使得小電容ESD保護成為保持數據完整性的關鍵。

在寬頻率範圍內的低插入損耗和穩定的電容，也為提供充分保護
、低成本、最zui小xiao信xin號hao衰shuai減jian的de設she計ji目mu標biao做zuo出chu了le重zhong要yao貢gong獻xian。插cha入ru損sun耗hao是shi信xin號hao衰shuai減jian和he頻pin率lv關guan係xi的de一yi種zhong重zhong要yao衡heng量liang指zhi標biao。較jiao大da的de插cha入ru損sun耗hao會hui導dao致zhi器qi件jian和he係xi統tong的de帶dai寬kuan較jiao窄zhai。

ESDbaohuqijiandedianrongyupinlvdeguanxitexingyehuiyingxianggaosuduankoudeshejixingneng
，binghuigeishejidailaixianzhi。zaigaosuxitongzhong，shejiyongyutedingdianrongzhidedianlukenenghuiyinweisuoshiyongESD保護技術的不同而具有不同的性能。

圖4顯示了一種使用泰科電子PESD器件的HDMI電路保護的典型設計。這種保護器件幫助將ESD從敏感電路分流，並提供了與傳統MLV（疊層片式壓敏電阻）或TVS（瞬態電壓抑製）二極管技術相比特別小的電容。


圖4帶有PESD器件的典型HDMI電路原理圖

在傳輸線脈衝（TLP）測試以及IEC61000-4-2測試中，PESD器件性能要優於其他同類器件

，特別是在多次電湧之後（多達1000次）。這種器件的低觸發電壓和低鉗位電壓也有助於保護敏感的電子器件。