TVS在數字移動(dòng)電話(huà)電路中的設計與應用

摘要：針對靜電放電和電快速瞬變脈沖群(ESD／EFT)等危險浪涌電壓會(huì )給數字移動(dòng)電話(huà)帶來(lái)死機、損壞等致命危害的問(wèn)題，便于電路設計人員加深對TVS器件的認識，設計出高可靠性的保護電路，文章通過(guò)分析TVS器件的特性和主要參數及其工作原理，得出了TVS是一種十分有效地保護器件，但在應用時(shí)應當針對不同的保護對象及電路的相關(guān)參數來(lái)選用元件，同時(shí)給出了TVS器件在數字移動(dòng)電話(huà)電路設計中的應用保護電路，并對加強電路本身的抗干擾設計提出了建議。
關(guān)鍵詞：TVS；數字移動(dòng)電話(huà)；保護電路設計；抗干擾設計

隨著(zhù)半導體技術(shù)的高速發(fā)展和集成電路的廣泛應用，現代數字移動(dòng)電話(huà)(手機)不斷朝著(zhù)尺寸小型化、功能多樣化和高度集成化方向發(fā)展，其智能化、集成度越來(lái)越高，容易受到ESD／EFT(靜電放電／電快速瞬變脈沖群)和共模／差模浪涌沖擊等浪涌電壓的干擾，可能會(huì )造成手機工作異常、死機，甚至損壞并引發(fā)其他的安全問(wèn)題。所以在手機上市之前，我國都強制要求進(jìn)行入網(wǎng)測試，而入網(wǎng)測試中明確要求進(jìn)行ESD和其他浪涌沖擊的測試，其中接觸放電需要做到±8 kV靜電正常，空氣放電需要做到±15 kV靜電正常，這就對其浪涌防護電路提出了更嚴格苛刻的要求。TVS半導體浪涌抑制器件具有功率大、響應時(shí)間短、殘壓低等優(yōu)點(diǎn)，與壓敏電阻元件相比，具有優(yōu)越的保護性能。將其應用于數字移動(dòng)電話(huà)電路的精細保護，設計安全可靠、技術(shù)先進(jìn)的浪涌保護方案，至關(guān)重要。

1 TVS的主要參數
TVS瞬態(tài)電壓抑制器有單極性與雙極性之分，如圖1所示，它是在穩壓二極管的基礎上發(fā)展起來(lái)的，單極性只對一個(gè)方向的浪涌電壓沖擊起保護作用，相當于一個(gè)穩壓二極管的作用，雙極性瞬態(tài)二極管對相反的極性浪涌電壓沖擊都起保護作用，相當于兩只穩壓管反向串聯(lián)，它與穩壓二極管不同之處是結電容小，響應時(shí)間短。TVS管也可以與二極管串聯(lián)，利用二極管寄生電容較小的特點(diǎn)來(lái)降低總寄生電容，可以實(shí)現對高速信號端口的保護，如圖1(c)，(d)中所示。瞬態(tài)電壓抑制器可承受的沖擊電流由下式可得：
I沖擊=W沖擊／V沖擊
式中：I沖擊為沖擊電流峰值，單位：A；W沖擊為峰值功率瓦數，單位：W；V沖擊為擊穿電壓，單位：V。

TVS瞬態(tài)電壓抑制器按峰值功率可分為500 W，1 000 W，1 500 W，5000 W等多種型號，TVS的規格及主要參數見(jiàn)表1所示。用于手機電路的浪涌防護的TVS，一般情況要求峰值功率Pppm500W，反向變位電壓VWM為5～8 V，擊穿電壓VBR為6～8．5 V，反向電流ID為5～50 μA可根據電路的實(shí)際參數及保護要求來(lái)選擇，TVS的極間電容范圍根據龜路的特性來(lái)確定。