TVS器件信息設備ESD防護中的應用
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隨著(zhù)電子信息技術(shù)的迅速發(fā)展，當前半導體器件日益趨向小型化、高密度和多功能化，特別是像時(shí)尚消費電子和便攜式產(chǎn)品等對主板面積要求比較嚴格的應用，很容易受到靜電放電(ESD)的影響。電路保護元件的選擇根據所要保護的布線(xiàn)情況、可用的電路板空間以及被保護電路的電特性來(lái)決定。因為利用先進(jìn)工藝技術(shù)制造的IC電路里氧化層比較薄，柵極氧化層更易受到損害。而且一些采用深亞微米工藝和甚精細線(xiàn)寬布線(xiàn)的復雜半導體功能電路，對電路瞬變過(guò)程的影響更加敏感，這將導致上述問(wèn)題加重。因此要求保護器件必須具備低箝位電壓以提供有效的ESD保護；而且響應時(shí)間快以滿(mǎn)足高速數據線(xiàn)路的要求；封裝集成度高以適用便攜設備印制電路板面緊張的情況；同時(shí)還要保證多次ESD過(guò)程后不會(huì )劣化以保證高檔設備應有的品質(zhì)。TVS(Transient Voltage Suppresser瞬態(tài)電壓抑制器)正是為解決這些問(wèn)題而產(chǎn)生的，它已成為保護電子信息設備的關(guān)鍵性技術(shù)器件。
TVS的特性與工作原理
TVS是普遍使用的一種新型高效電路保護器件，它具有極快的響應時(shí)間(亞納秒級)和相當高的浪涌吸收能力。當它的兩端經(jīng)受瞬間的高能量沖擊時(shí)，TVS能以極高的速度把兩端間的阻抗值由高阻抗變?yōu)榈妥杩?，以吸收一個(gè)瞬間大電流，從而把它的兩端電壓箝制在一個(gè)預定的數值上，從而保護后面的電路元件不受瞬態(tài)高壓尖峰脈沖的沖擊。正因為如此，TVS可用于保護設備或電路免受靜電、電感性負載切換時(shí)產(chǎn)生的瞬變電壓[4]，以及感應雷所產(chǎn)生的過(guò)電壓。圖1所示為T(mén)VS的符號及伏安特性曲線(xiàn)。
TVS管和穩壓管一樣，也是反向應用的。其中VR稱(chēng)為最大轉折電壓，是反向擊穿之前的臨界電壓。VB是擊穿電壓，其對應的反向電流IT一般取值為1 mA。VC是最大箝位電壓，當TVS管中流過(guò)的峰值電流為IPP的大電流時(shí)，管子兩端電壓就不再上升了。因此TVS管能夠始終把被保護的器件或設備的端口電壓限制在VB～VC的有效區內。與穩壓管不同的是，IPP的數值可達數百安培，而箝位響應時(shí)間僅為1
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