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。     

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。     

资讯博览

Semtech推出单线拓扑的 TVS器件Semtech公司近日推出 Micro Clamp系列微型突波抑制器 ( TVS)产品 ,适用于手机、 PDA、数字相机及其它便携电子设备的静电放电 ( ESD)保护。Micro Clamp家族的首款产品 μClamp0 5 0 1 H采用两极 SOD 5 2 3封装 ,尺寸为 0 .9mm× 1 .7mm× 0 .6mm。按照 IEC 61 0 0 0 42标准第 4级规范 ,该 TVS二极管可提供超出± 8k V接触放电和± 1 5 k V气隙放电的 ESD保护。由于该器件主要面向便携设备应用 ,其小尺寸和单线拓扑为设计人员在电路板周围增加有效的 ESD保护提供了灵活性。在便携产品设计中 ,…     

基于SCR的双向ESD保护器件研究

可控硅整流器件(SCR)结构用于集成电路的静电放电(ESD)保护具有提高保护效率,减小芯片面积和降低寄生参数的优点.对基于SCR的双向ESD保护器件进行了研究;建立了一种ESD保护器件仿真设计平台,对该器件的结构、关键参数和性能进行了系统的仿真和优化.得到的改进器件不仅对ESD人体模型(HBM)的保护性能好,引入电路的寄生效应小,而且ESD保护的各关键性能参数也可以方便地进行调整.     

安森美半导体推出业界最低电容的瞬态电压抑制器

安森美半导体(ON Semiconductor,美国纳斯达克上市代号:ONNN)推出最新的高速数据线路用瞬态电压抑制器(TVS)。这三款新器件--ESD7008、MG2040及ESD7104为高速数据及视频线路,以业界最低电容、最高信号完整性及低钳位电压提供静电放电(ESD)保护。ESD7008的设计旨在保护达4个高速差分对(8条线路),提供业界领先的ESD保护能力,以节省空间的封装设计提供仅为     

ESD保护电路在HDMI板级信号完整性中的影响分析及其布局优化研究

为了解决HDMI接入ESD保护电路后信号完整性受破坏等问题,从器件的空间布局对HDMI信号完整性影响进行研究分析,同时考虑了瞬态电压抑制（TVS）高频寄生参数的影响,搭建了ESD放电模型和TVS高频等效电路模型,并对其可靠性进行了验证。从差分器件接入信号线旋转角度和彼此间错开距离研究其对信号完整性的影响,设计了25套不同夹角和4套不同错开距离的板级模型,在不同特性的传输频率下进行S参数仿真,并从中选取出垂直型、水平型、错开型三种具有代表性的空间布局模型,利用有限元仿真得到差分信号线的S参数和眼图。仿真结果表明,垂直型排布相比于其他两种典型空间布局,回波损耗平均降低了248.1%,插入损耗平均降低了20.6%,眼图的眼宽和眼高在三种空间布局中最大。研究成果为PCB静电放电保护电路分析与设计提供了布局优化指导。     

无源与分立器件

泰科电子E S D保护器件泰科电子旗下的Raychem电路保护部推出PESD0402和0603静电放电(ESD)保护器件产品。PESD保护器件专为高速数据传输应用中的输入/输出接口保护而设计,能使电子设备中的敏感电路免受静电放电影响。Raychem的PESD器件优于传统的保护器件,比如齐纳二极管和多层压敏电阻器(MLV)。传统保护器件,不能在不引起信号质量下降或失真的情况下持续应用于高速数据传输中。另一方面,瞬态电压抑制(TVS)二极管和微型气体放电管对目前体积日趋减小的紧凑信息设备而言,显得过大或过于昂贵。Raychem的PESD保护器件提供极低的电…     

改进型OTA模型优化反馈补偿网络设计

正运算跨导放大器(OTA)产生跟差分输入电压成正比的电流源输出。为了在OTA中提供强固的静电放电(ESD)保护性能,OTA输出与封装引脚输出之间的裸片上应用了限流串联保护电阻(RESD)及电压钳位。器件制造商将ESD保护电阻的影响忽略不计,在数据表中没有介绍其参数。然而,在设计电源电路时,忽略ESD保护电阻对OTA输出阻抗的影响     

飞思卡尔6GHz的新设备

泰科电子Raychem电路保护部推出静电放电(ESD)保护器件,进一步扩展了其电路保护产品阵营。设计用于U SB2.0、IEEE1394、数字视频接口(D V I)和天线开关的输入/输出端口保护,PESD0402和0603保护器件提供电子行业流行的尺寸大小。这款兼容RoH S的产品能够旁路静电放电,使其避开H D TV、打印机、笔记本电脑、手机和其他便携式设备的敏感电路。本产品在传输线路脉冲(TLP)这项典型的静电放电性能测试中,表现出了优于其他同类部件的性能。其触发和钳位电压低于典型聚合物静电放电器件,从而大幅提高了对敏感电子部件的保护能力。ESD系…     

新型NBL改善LDMOS器件的ESD性能

介绍了几种常见的N型埋藏层(NBL)静电放电(ESD)器件,阐述了NBL对ESD的影响,提出了新结构的NBL器件(Under-source NBL).比较Under-source NBL器件和其它常用器件的优缺点,对比了它和传统器件的ESD测试数据;结果表明,Under-source NBL器件在横向扩散MOS(LDMOS)ESD保护电路中有着非常好的效果,可以在功能相当的情况下.大大节省器件的面积.     

一种系统级封装的ESD保护技术

介绍了一种系统级封装(SiP)的ESD保护技术.采用瞬态抑制二极管(TVS)构建合理的ESD电流泄放路径,实现了一种SiP的ESD保护电路.将片上核心芯片的抗ESD能力从HBM 2 000 V提升到8 000 V.SiP ESD保护技术相比片上ESD保护技术,抗ESD能力提升效果显著,缩短了开发周期.该技术兼容原芯片封...     

某配电装置雷电故障原因分析及解决方案

通过一个实例分析在一个电源系统中进行雷电试验时出现的故障问题,通过在电路保护中浪涌试验等级要求,计算保护器件所需满足的基本性能参数,并根据计算结果对TVS管的选型以及TVS在电路中的应用详细分析,提供了电路设计中应对浪涌试验一个理论计算与实践器件选型的完美解决方案。     

Transient voltage suppressors—technologies and characteristics

Transient voltage suppressors (TVS) are widely used for electrostatic discharge (ESD) and surge protection of electronic devices. Especially the usage of mobile devices for wireless communications requires extremely high production quantities in the range of multi-billion pieces of TVS per year. This article gives an introduction to the key performance parameters of different TVS technologies with low parasitic capacitance in the picofarad and sub-picofarad range, such as gas discharge tubes (GDT), polymer voltage suppressors (PVS), multi-layer varistors (MLV) and silicon TVS.     

Pin-pin ESD protection for electro-explosive device under severe human body ESD

Electrostatic discharge (ESD) may introduce huge damages to electro-explosive devices (EEDs). This paper studies the pin-pin ESD protection for EED under server human body ESD. We use the PSpice and MATLAB to simulate the ESD of EED protected with transient voltage suppressor (TVS), varistor, semiconductor arrester and capacitance. Moreover, we achieve the decay time, current waveforms, voltage waveforms and energy integration waveforms of the EED during the ESD, with different protections. Simulation results reveal that TVS succeeded in protecting bridgewire EED against the pin-pin ESD, while other three did not provide adequate protection. The pin-pin ESD experiments have been performed using the TVS and varistor. Experimental results show that, using the TVS protection, the EED is not firing under the severe 50 kV ESD voltage. However, by using varistor protection, the ESD protection capability increases by more than 90%, while the protection capability only enhances by 3.1%. The response time of the TVS, i.e. 10^− 12 s, is much faster than that of the varistor, i.e. 10^− 8 s.     

ESD protection design considerations for InGaP/GaAs HBT RF power amplifiers

In order to design a robust electrostatic discharge (ESD) protected RF amplifier in InGaP/GaAs HBTs, a comprehensive assessment of device vulnerability to ESD events in both active transistors and passive components of the HBT technology is presented in this paper. The results include not only the intrinsic HBT's ESD robustness performance, but also its dependence on device layout, ballast resistor, and process. Acknowledging the ESD constraints imposed on InGaP/GaAs HBT technology, a 5.4-6.0-GHz power amplifier (PA) with a compact 2000 V/sub ESD/ (human body model) on-chip ESD protection circuit that has a low loading capacitance of less than 0.1 pF and that does not degrade RF and output power performance is developed for wireless local area network application. A diode triggered Darlington pair is implemented as the ESD protection circuit instead of the traditional diode string. Its operation principle, ESD protection performance, and PA performance are also illustrated in this paper.     

一种CCD静电保护电路的设计

介绍了一种适用于电荷耦合器件(CCD)的静电保护电路.在对该静电保护电路工作原理分析的基础上,通过电路仿真确定了静电保护电路中MOS管的电学参数,再由半导体器件仿真确定了其工艺条件,并按此条件制作了静电保护电路.通过人体模型静电放电试验对该静电保护电路进行测试,结果表明CCD的抗静电能力由原来的不足100 V提高到450 V.     

基于状态方程法的不同ESD电路对比分析

针对IEC 61000-4-2中规定的典型静电放电(electrostatic discharge, ESD)电流波形存在拟合多样性且不易通过具体电路实现这一问题, 采用求解电路状态方程组的方法对四种ESD模拟器电路进行了计算.得到了四种指数形式的ESD电流解析表达式, 绘制了相应的电流曲线, 分别讨论了四种ESD模拟器电路产生的ESD电流波形解析式的连续性和可导性, 并对不同电路产生的ESD电流波形与IEC 61000-4-2标准规定电流波形之间的差异进行了对比分析.结果表明不同ESD电路产生的电流波形的四个主要指标符合IEC 61000-4-2标准规定, 但由于电路的拓扑结构和元件参数不同, 求得的电流波形解析式的连续性和可导性存在差异, 因此在选择ESD模型时, 应根据实际的人体参数和放电枪参数确定合适的电路结构.该计算方法适用于求解集总参数电路, 为ESD电磁脉冲辐射场仿真计算提供了新的电流解析式.     

RFID的多功能ESD保护电路设计

设计了一个适用于RFID的多功能ESD保护电路，并对其工作原理和测试结果进行了论述。这个保护电路不仅能够进行传统的ESD保护。还可以避免内部电路因受到过大场强而产生的高电压造成的损坏，实现RFID限压功能．将狭义的ESD保护电路推广为广义的限压保护电路。仿真结果表明，此电路性能完全符合ISO／IEC 10373国际标准的要求。这种新的设计方法大大缩小了芯片版图面积，进而降低了芯片成本。     

Optimisation of very low voltage TVS protection devices

This paper is aimed at the design and optimisation of advanced Transient Voltage Suppressors (TVS) devices for IC protection against ESD. A four-layer N⁺P⁺PN⁺ structure has been used to achieve breakdown voltages lower than 3 V. The effect of the critical geometrical and technological parameters on the TVS electrical characteristics is analysed with the aid of technological and electrical simulations. In this sense, the trade-off between voltage capability, leakage current and clamping voltage has been optimised. Fabricated TVS devices exhibit better electrical performances than those of the equivalent three-layer TVS device counterparts.