内部电压箝位与智能自保护功率MOSFET及其应用

MOSFET器件是功能电路中的常用器件，同时也是在过流或过压情况下最易损坏的器件。文中介绍了多种电压箝位式功率MOSFET器件和智能型自保护功率MOSFET的特性参数和内部结构，给出了它们的电路连接方法。     

峰值箝位保护器件及其应用

峰值箝位器件由Transil^TM和高压二极管组成，该器件的作用是防止回扫变换器中MOSFET漏极电压超过给定限制。中介绍峰值箝位器件的特性和应用。     

一种CMOS功率开关反向电压保护电路

接口电路通常采用CMOS功率开关作为输出缓冲电路,在实际应用中经常受到反向电压的冲击,因此,必须设计相应的反向电压保护电路,以保证CMOS功率开关的安全.提出了一种新型的反向电压保护电路,能够在反向电压冲击CMOS功率开关时提供合理的衬底电压和栅极电压,抑制反向电流,保障器件安全.该电路简洁有效,不影响电路的输出驱动能力和瞬态响应特性.采用0.6 μm CMOS工艺,制作了一个包含保护电路的接口电路,测试结果表明,该保护电路能够在+12 V反向电压下为功率开关提供良好保护.     

典型ESD防护器件失效机理研究

瞬态电压抑制管(TVS)是电子线路设计中常用的静电放电(ESD)防护器件,其可靠性将直接影响整个电路的安全。选取常见的TVS器件PESD5V0U1BA进行研究,通过实验和仿真分析了TVS器件的短路失效机理及其影响。研究表明,当TVS器件注入高压时,器件存在缺陷的SiO2层会发生自愈性击穿。当器件的pn结发生击穿时,器件将失效。如果两个pn结都被击穿,器件的I-V曲线表现为电阻特性。当TVS器件出现损伤后,器件仍具有箝位作用,且其表现的箝位电压更低,但由于器件的漏电流发生较大的增长,将影响被保护电路的正常工作。     

数字机开关电源的保护电路及维修

谈起数字机开关电源的保护电路，有修理开关电源经历的烧友都不会陌生，早期生产的数字机开关电源多为分立元件．使用的元件较多，保护电路也不够完善，现在已很少采用这类开关电源了。近年来，开关电源器件有了较大的发展，较多地使用了电源模块，将过压、过流、欠压、过热等保护电路都集成在电源模块内。但即使这样，电源模块外电路中仍有一些保护元件或保护电路。     

TVS在数字移动电话电路中的设计与应用

针对静电放电和电快速瞬变脉冲群(ESD/EFT)等危险浪涌电压会给数字移动电话带来死机、损坏等致命危害的问题,便于电路设计人员加深对TVS器件的认识,设计出高可靠性的保护电路,文章通过分析TVS器件的特性和主要参数及其工作原理,得出了TVS是一种十分有效地保护器件,但在应用时应当针对不同的保护对象及电路的相关参数来选用元件,同时给出了TVS器件在数字移动电话电路设计中的应用保护电路,并对加强电路本身的抗干扰设计提出了建议。     

一种新型低漏电ESD电源箝位电路

在到达纳米级工艺后,传统的静电放电防护(ESD)电源箝位电路的漏电对集成电路芯片的影响越来越严重。为降低漏电,设计了一种新型低漏电ESD电源箝位电路,该箝位电路通过2个最小尺寸的MOS管形成反馈来降低MOS电容两端的电压差。采用中芯国际40 nm CMOS工艺模型进行仿真,结果表明,在相同的条件下,该箝位电路的泄漏电流仅为32.59 nA,比传统箝位电路降低了2个数量级。在ESD脉冲下,该新型ESD箝位电路等效于传统电路,ESD器件有效开启。     

保护输出过压的电路

在测试与测量应用中,必须为放大器、电源以及类似部件的输出端提供过压保护。实现这一任务的传统方式是在输出节点中增加串联电阻,并在电源线路或其它阈值电压上增加箝位二极管（参考文献1与图1）。这个电阻大大减小了电流输出的能力,以及低阻负载的输出电压摆幅。另外一种方案是用保险丝或其它限流器件,它优于这些箝位电路的高吸能能力。     

谈谈开关元件的特性

开关是常用的电气元件之一。当开关元件被打开时,不管其两端的电压值是多少,电流恒为零;当它被合上时,不管流经开关元件的电流值是多少,电压恒为零。本文通过电路实例进一步讨论了开关元件的电路特性,得出了在某些情况下,即开关元件两端存在电压跃变,且有冲激电流流经时,开关元件将消耗电路的能量的结论。同时讨论了用阶跃函数简化表示含开关元件的电路时两者的区别。本文的分析。对电路理沦和电路分析的教学具有一定的意义。     

反激变换器箝位电路的设计

反激式变换器原边漏感引起的电压尖峰对功率器件和电路性能影响很大,本文基于抑制漏感尖峰影响的目的,考虑到次级反射电压也为箝位电路提供能量,同时箝位电容电压并非不变量,采用了一种改进的箝位电路的设计方法,推导出的表达式,结合反激变换器应力、效率和传导干扰实验,得出了随着箝位电阻值的增大,变换器的效率会提高、传导干扰会变差的结论.根据反激变换器对效率和EMI的侧重点不同,选取箝位电路参数可以满足反激变换器不同的设计要求.     

开关电源的缓冲电路设计

随着开关电源工作频率的提高,开关器件承受很大的热量和电应力,从而形成过电压。为此,常常需要设置各种缓冲电路对其进行抑制。重点分析比较了三种缓冲电路,并指出了各自的特点及设计要点。RCD缓冲电路的箝位电压随电阻减小而减小,但损耗增大;LCD缓冲电路的LC谐振频率要求小于开关频率;能量回馈缓冲电路的箝位电压较低,不需要额外的电感。最后,给出了LCD缓冲电路的设计结果,实现了无损耗箝位。     

雷电电磁脉冲下电源防护电路设计

雷电电磁脉冲通过电源线耦合对电源模块造成损伤,因此设计了一种雷电电磁脉冲下的电源防护电路模块,并焊接实际电路进行试验测试。电源防护电路包括二级瞬态防护电路和滤波电路,瞬态防护电路采用气体放电管和瞬态抑制二极管组合,主要是电压箝位和过电流的泄放;滤波电路采用共模滤波和差模滤波组合,主要是滤波和延时作用。对实际焊接电路进行了雷电感应瞬态敏感度试验测试,最大箝位电压为59.2 V,满足波形4、5 A的等级3、4波形的雷电防护要求,可以有效保护直流电源。     

中频加热系统IGBT控制、驱动及保护电路设计

介绍了中频加热系统中IGBT控制、驱动及保护电路的工作原理，详细论述了以集成锁相环LM565为核心元件的IGBT互补对称控制信号产生电路、高速光耦HP3101实现的IGBT驱动与融离电路以及电流互感器和窗口电压比较器实现的IGBT过渡保护电路的设计方法。     

半导体ESD解决方案——可承受8kv脉冲，古板面积较压敏电阻大幅度减小

新型的ESD保护器件采用了TVS技术，能以最快的响应时间和最低的钳位电压钳制IEC 61000—4—2ESD抑制标准的8kV脉冲。该种器件的恢复时间非常短，经过其泄漏到后面电路的能量也非常少。而且，在受到8kV高压电击后，TVS保护器件会将能量传递出去，从而不会像压敏电阻一样影响到寿命。与0402多层压敏电阻相比，SOD-9．23TVS的建议焊接面积为0．54mm^2，SOD-723TVS为0．7mm^2，而0402压敏电阻为0．9mm^2。此外，在负脉冲情况下，该器件的箝位电压依然很低。     

弧焊电源保护电路的设计

在电气技术指标满足正常使用要求的条件下,为使电源的元器件在各种恶劣环境下能够安全可靠地工作,必须设计保护电路.设计保护电路的过程中,如何选择元件的参数是设计的关键.若参数选择不合理,保护电路将影响电源的性能,甚至损坏器件,因此对保护电路选择合理的参数对电源的可靠性起到至关重要的作用.     

ZnO压敏电阻器在电源电路中的应用及其展望

ＺｎＯ压敏电阻器是６０年代末期研制成功的新型过电压保护元件。本文就ＺｎＯ压敏电阻器的特性及其抑制过电压原理，分析了电源电路产生过电压的原因及其对策，得出用ＺｎＯ压敏电阻器抑制过电压是一种较为理想的方法，它具有保护效果好、可靠性高、节能、价廉等一系列优点。文中还就如何应用ＺｎＯ压敏电阻器来保护电源线路、变压器、半导体整流元件、电气电子机器和家电等，给出了保护电路、选用原则和使用注意事项。目前ＺｎＯ压敏电阻器已有成功地应用于某些电源电路的过电压保护的实例，并取得了明显的经济效益。可以预料，ＺｎＯ压敏电阻器将是电源设计者和使用者不可缺少的新型浪涌吸收元件，将广泛地应用于各类电源电路的保护。     

PPTC过电流保护元件与折返式浪涌电压吸收器

为确保系统、设备及用户和维修人员的安全，需要对过电流与短路及瞬态过电压或雷电突波等故障采取保护措施。传统简单的保护方案是在设备、电路或元器件(如变压器和集成电路等)的电源输入线路上接入保险丝和压敏电阻器或金属氧化物变阻器MOV、气体放电管、瞬态电压抑制二极管等保护元件或器件。但这些保护器各有其不足，或者是一次性的(如保险丝)，或者是瞬态响应特性较差，或者是自身功率损耗较大。而目前流行的PVTC过电流保护元件和折返式固态浪涌电压保护器，性能优于传统的保护器，故倍受人们的青睐。     

泰科电子推出新的2．3APOLYZE器件

日前,泰科电子宣布该公司的聚合物保护的精密增强型齐纳二极管微型模块PolyZenTM系列增加了两种新产品。这些新产品具有更高的保持电流（23A）,可对汽车全球定位系统（GPS）、智能电话、游戏机、便携式媒体播放器（PMP）和其他视频外设进行保护电路。PolyZen微型模块中包含一个稳定的齐纳二极管和一个高分子聚合物正温度系数（PPTC）保护元件。齐纳二极管能精确将电压箝位,     

用于双极电路ESD保护的SCR结构设计失效分析

针对目前双极电路的ESD保护需求,引入SCR结构对芯片进行双极电路ESD保护。通过一次流片测试,发现加入SCR结构的电路芯片失效,SCR结构的I-V特性曲线未达到要求。从设计问题和工艺偏差两方面入手,分析了失效原因,通过模拟仿真,验证了失效是因为在版图设计时为节省版图面积,将结构P阱中NEMIT扩散区域边上用来箝位的电极开孔去掉造成的,并非工艺偏差导致的。通过二次流片测试,验证了失效原因分析的正确性,SCR器件结构抗ESD电压大于6kV,很好地满足了设计要求。     

基于STFOD结构的IC全芯片保护

在具有输入、输出静电保护的集成电路中,往往会出现非正常的静电损伤。这是由电源与地之间的静电压以及管脚之间的静电压通过内部电源线的放电而引起的。这种静电损伤给芯片的制造和使用带来了很大的困难。在基于传输诊测电路的电源到地NMOS ESD保护结构的基础上,设计了基于衬底触发场氧器件(STFOD)结构的箝位电路和版图,使芯片的静电等级得到大幅提高。