ESD防护器件参数、应用选型

langtuodianzi · 发表于 2019-5-21 11:34

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TVS 管作为保护器件，能够非常有效的防止静电击穿保护电路。在选用TVS 管的时候，必须注意其相关的参数，否则会出现意想不到的问题。

首先了解TVS 的参数：

VRWM，VBR，Vc，Ipp，Cd 是ESD/TVS 器件选型的重要参数.

1）Vc----Clamping voltage @Ipp（最大箝位电压）

Vc 箝位电压指在特定的Ipp 电流时，脉冲电压通过ESD 保护器件后所被箝位的电压。

2）VRWM----Working Peak Reverse Voltage （最大反向工作电压）

Ir----Maximum Reverse Leakage Current @ VRWM （最大反向漏电流）

Vrwm 表示在规定的Ir 下，TVS 器件两端的电压值成为最大反向工作电压。通常Vrwm=（0.8~0.9）Vbr。在这个电压下，器件的功耗消耗很小。使用时，应使Vrwm 不低于被保护器件或线路的正常工作电压。

一般Vrwm 会低于85%Vc 而高于正常工作电压，以便TVS 接入电路而不影响正常电路工作。

3）VBR----Breakdown Voltage @ IT （反向击穿电压）

TVS 管通过规定的测试电流It 时的电压，这是表示TVS 管导通的标志电压，即从此点开始器件进入雪崩击穿。

4）Ppp----Maximum Peak Pulse Power （最大峰值脉冲功率）

PPP 峰值脉冲功率为ESD 器件上瞬间通过的最大功率值。如图所示，NUP2105的峰值功率为，是指8/20us 脉冲波（8us 达到100%Ipp，20us 达到50%Ipp），保护器件能够承受的最大功率为350w。

5) Cj ----Junction Capacitance （结电容）

主要是指TVS 连接GND 和I/O 时，具有的电容值。Cd 为ESD/TVS 器件的引脚寄生电容，通信速率越高，线路上使用的ESD 保护器件的结电容要越低，否则将破坏数据信号。

6) 单向保护和双向保护

单向保护器件仅能对正脉冲或者负脉冲进行防护，而双向保护器件一端接要保护的线路，一端接地，无论来自反向还是来自正向的ESD 脉冲均被释放，更有效地保护了IC。

通过以上的TVS管主要的参数，基本上就能选择一个适合自己电路的TVS 了。Vc、Ipp 反映了TVS 器件的浪涌抑制能力。当TVS 承受额定的瞬时峰值脉冲电流Ipp 时，可能在器件上的瞬时最大电压值即最大箝位电压为Vc。此时，如果脉冲时间为规定的标准值，则TVS 的最大峰值脉冲功率为：PM=Vc*Ipp。因此在选用TVS 前，最好对线路中产生的脉冲类型有大致的了解，是单脉冲，还是复脉冲，脉冲的上升时间，脉宽，峰值等，以便确定Vc，Ipp，PM。

选型原则：