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PCB防靜電設計不可缺少的器件:TVS管

  做為一個PCBLAYOUT工程師必須要了解的ESD常識。TVS管在實際PCB設計中被廣泛應用。硅瞬變電壓吸收二極管具有極快的響應時間(亞納秒級)和相當高的浪涌吸收能力,及極多的電壓檔次。可用于保護設備或電路免受靜電、電感性負載切換時產生的瞬變電壓,以及感應雷所產生的過電壓。

  硅瞬變電壓吸收二極管(TVS管)

  TVS管在使用中應注意的事項:

PT老虎机   1.當沒有合適電壓的TVS管供采用時,允許用多個TVS管串聯使用。串聯管的最大電流決定于所采用管中電流吸收能力最小的一個。而峰值吸收功率等于這個電流與串聯管電壓之和的乘積。

  2。對重復出現的瞬變電壓的抑制,尤其值得注意的是TVS管的穩態平均功率是否在安全范圍之內。作為半導體器件的TVS管,要注意環境溫度升高時的降額使用問題。特別要注意TVS管的引線長短,以及它與被保護線路的相對距離。

  3。TVS管的結電容是影響它在高速線路中使用的關鍵因素,在這種情況下,一般用一個TVS管與一個快恢復二極管以背對背的方式連接,由于快恢復二極管有較小的結電容,因而二者串聯的等效電容也較小,可滿足高頻使用的要求。

  4.固體放電管固體放電管是一種較新的瞬變干擾吸收器件,具有響應速度較快(10~20ns級)、吸收電流較大、動作電壓穩定和使用壽命長等特點。固體放電管與氣體放電管同屬能量轉移型。當外界干擾低于觸發電壓時,管子呈截止狀。一旦干擾超出觸發電壓時,伏安特性發生轉折,進入負阻區,此時電流極大,而導通電阻極小,使干擾能量得以轉移。隨著干擾減小,通過放電管電流的回落,當放電管的通過電流低于維持電流時,放電管就迅速走出低阻區,而回到高阻態,完成一次放電過程。固體放電管的一個優點是它的短路失效模式(器件失效時,兩電極間呈短路狀),為不少應用場合所必須,已在國內外得到廣泛應用。固體放電管的pcb設計培訓電壓檔次較少,比較適合于作網絡、通信設備,乃至部件一級的保護。

  5.對小電流負載的保護,可有意識地在線路中增加限流電阻,只要限流電阻的阻值適當,不會影響線路的正常工作,但限流電阻對干擾所產生的電流卻會大大減小。這就有可能選用峰值功率較小的TVS管來對小電流負載線路進行保護。

  6.對瞬變電壓的吸收功率(峰值)與瞬變電壓脈沖寬度間的關系。只是特定脈寬下的吸收功率(峰值),而實際線路中的脈沖寬度則變化莫測,事前要有估計。對寬脈沖應降額使用。

  TVS管有單方向(單個二極管)和雙方向(兩個背對背連接的二極管)兩種,它們的主要參數是擊穿電壓、漏電流和電容。使用中TVS管的擊穿電壓要比被保護電路工作電壓高10%左右,以防止因線路工作電壓接近TVS擊穿電壓,使TVS漏電流影響電路正常工作;也避免因環境溫度變化導致TVS管擊穿電壓落入線路正常工作電壓的范圍。TVS管有多種封裝形式,如軸向引線產品可用在電源饋線上;雙列直插的和表面貼裝的適合于在印刷板上作為邏輯電路、I/O總線及數據總線的保護。

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