TVS器件信息設(shè)備ESD防護中的應(yīng)用
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隨著電子信息技術(shù)的迅速發(fā)展，當前半導體器件日益趨向小型化、高密度和多功能化，特別是像時尚消費電子和便攜式產(chǎn)品等對主板面積要求比較嚴格的應(yīng)用，很容易受到靜電放電(ESD)的影響。電路保護元件的選擇根據(jù)所要保護的布線情況、可用的電路板空間以及被保護電路的電特性來決定。因為利用先進工藝技術(shù)制造的IC電路里氧化層比較薄，柵極氧化層更易受到損害。而且一些采用深亞微米工藝和甚精細線寬布線的復(fù)雜半導體功能電路，對電路瞬變過程的影響更加敏感，這將導致上述問題加重。因此要求保護器件必須具備低箝位電壓以提供有效的ESD保護；而且響應(yīng)時間快以滿足高速數(shù)據(jù)線路的要求；封裝集成度高以適用便攜設(shè)備印制電路板面緊張的情況；同時還要保證多次ESD過程后不會劣化以保證高檔設(shè)備應(yīng)有的品質(zhì)。TVS(Transient Voltage Suppresser瞬態(tài)電壓抑制器)正是為解決這些問題而產(chǎn)生的，它已成為保護電子信息設(shè)備的關(guān)鍵性技術(shù)器件。
TVS的特性與工作原理
TVS是普遍使用的一種新型高效電路保護器件，它具有極快的響應(yīng)時間(亞納秒級)和相當高的浪涌吸收能力。當它的兩端經(jīng)受瞬間的高能量沖擊時，TVS能以極高的速度把兩端間的阻抗值由高阻抗變?yōu)榈妥杩?，以吸收一個瞬間大電流，從而把它的兩端電壓箝制在一個預(yù)定的數(shù)值上，從而保護后面的電路元件不受瞬態(tài)高壓尖峰脈沖的沖擊。正因為如此，TVS可用于保護設(shè)備或電路免受靜電、電感性負載切換時產(chǎn)生的瞬變電壓[4]，以及感應(yīng)雷所產(chǎn)生的過電壓。圖1所示為TVS的符號及伏安特性曲線。
TVS管和穩(wěn)壓管一樣，也是反向應(yīng)用的。其中VR稱為最大轉(zhuǎn)折電壓，是反向擊穿之前的臨界電壓。VB是擊穿電壓，其對應(yīng)的反向電流IT一般取值為1 mA。VC是最大箝位電壓，當TVS管中流過的峰值電流為IPP的大電流時，管子兩端電壓就不再上升了。因此TVS管能夠始終把被保護的器件或設(shè)備的端口電壓限制在VB～VC的有效區(qū)內(nèi)。與穩(wěn)壓管不同的是，IPP的數(shù)值可達數(shù)百安培，而箝位響應(yīng)時間僅為1
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