【導(dǎo)讀】ESD保護元件的作用是轉(zhuǎn)移來自敏感元件的ESD應(yīng)力,使電流流過保護元件而非敏感元件,同時維持敏感元件上的低電壓。作為ESD保護元件中的代表:瞬態(tài)電壓抑制器(TVS)、壓敏電阻,相信大家都不陌生,但是對于二者深層次的不同,可能知道的人不多吧。本文將一位專家關(guān)于TVS與壓敏電阻的深度剖析,展現(xiàn)給大家,希望能幫到你們。
ESD保護元件的作用是轉(zhuǎn)移來自敏感元件的ESD應(yīng)力,使電流流過保護元件而非敏感元件,同時維持敏感元件上的低電壓;ESD保護元件還應(yīng)具有低泄漏和低電容特性,不會降低電路功能;不會對高速信號造成損害,在多重應(yīng)力作用下保護元件的功能不會下降。
瞬態(tài)電壓抑制器(TVS)、壓敏電阻和聚合物是近幾年發(fā)展起來的幾種專用ESD保護元件。其中前兩種元件均采用電壓鉗位的方式進行保護,采用帶導(dǎo)電粒子的聚合物則是采用消弧(crowbar)保護策略。壓敏電阻和聚合物支持雙向保護,但TVS可支持單向或雙向保護。傳統(tǒng)的壓敏電阻雖然在成本上具有一定優(yōu)勢,但它存在的一個最大問題是體積太大,無法滿足手持設(shè)備的封裝要求。事實上,與壓敏電阻相比,基于硅材料的TVS具有更好的鉗制性能、更低的泄漏和更長的使用壽命。
TVS芯片在多重應(yīng)力下仍然可保持強大的性能,而壓敏電阻和聚合物則會隨著使用次數(shù)的增多性能下降。TVS技術(shù)利用的是半導(dǎo)體的鉗位原理,在經(jīng)受瞬時高壓時,會立即將能量釋放出去,而壓敏電阻采用的是物理吸收原理,因此每經(jīng)過一次ESD事件,材料就會受到一定的物理損傷,形成無法恢復(fù)的漏電通道。TVS技術(shù)的原理就好像傳統(tǒng)的打太極,可以輕松釋放掉能量而不是直接與之對抗,器件本身不會受到損害,基本上沒有壽命限制。而壓敏電阻、聚合物材料在使用過程中同樣存在磨損問題。
從現(xiàn)場測試的TVS與壓敏電阻的鉗制電壓曲線來看,TVS器件可以在極短時間內(nèi)將輸入的大電壓鉗制到5至6伏的水平,而壓敏電阻的曲線則下降得非常緩慢,并且無法達到TVS器件的效果。這表明TVS器件在響應(yīng)時間和鉗制性能方面均優(yōu)于壓敏電阻。
相關(guān)閱讀: