內部IC與外部TVS保護電路

外部TVS二極管可用于補充IC的內部鉗位二極管。硅TVSdiodes的浪涌能力與尺寸有關。外部TVS二極管可以比內部鉗位二極管大10倍，但是內部鉗位二極管可能無法提供足夠的保護。選擇TVS二極管的重要參數(shù)是導通電壓和額定功率。

可以使用齊納二極管和二極管陣列來創(chuàng)建內部IC ESD保護二極管，如下所示。高壓晶體管，過壓檢測開關和晶閘管也很受歡迎。

齊納二極管是需要電源浪涌和ESD保護的收發(fā)器IC內部保護電路的常用選擇。二極管陣列是邏輯IC內部ESD保護電路的常見選擇。

下面討論確保電涌事件不會超過ESD保護電路的額定功率的準則。

TVS二極管導通電壓

外部TVS二極管的主要功能是通過降低浪涌電壓來限制流經IC的電流。理想的TVS器件將在IC內部電路之前打開，并吸收整個浪涌。

肖特基二極管的正向電壓低，并且可能比IC內部的ESD保護電路更早地導通。下圖顯示了使用肖特基二極管進行ESD保護的示例。

外部二極管陣列通常具有與IC內部ESD保護電路類似的拓撲。但是，兩個陣列的開啟電壓可能不同。

如果到引腳的低電阻路徑不重要，則可以使用以下替代電路。電阻迫使大部分電涌流過外部鉗位二極管。

二極管陣列的應用提示

二極管陣列將浪涌電流引導到耗散其的電源軌中。使用陶瓷電容器添加擊穿電壓略高于VDD的雪崩二極管有助于改善保護效果。將雪崩二極管集成到二極管陣列有助于最大程度地減小由于V = LdI / dt公式引起的寄生電感導致的電壓尖峰。

應仔細考慮二極管陣列的數(shù)據(jù)手冊中的浪涌額定值，因為浪涌額定值在很大程度上取決于測試方法。

共模失調電壓

在使用公共接地系統(tǒng)且具有通過長電纜連接的遠程模塊的任何系統(tǒng)中都存在潛在的共模偏移問題。當發(fā)射器和接收器之間的接地參考之間存在明顯的電壓差時，就會產生共模電壓。下圖說明了雙向TVS二極管的使用，以補償共模電壓差。

反向驅動保護

當用不同的電壓軌連接集成電路的數(shù)據(jù)線無意中提供了一條路徑，該路徑可能導致一個集成電路向另一個集成電路供電時，就會出現(xiàn)反向驅動問題。

下圖說明了反向驅動器保護的解決方案。這些解決方案提供了一種電流路徑，該電流路徑將多余的電流從具有較低電壓電源軌的集成電路的電源軌引開。

差分輸入和輸出準則

如果輸入信號的平均值等于零電壓，則放大器通常具有更好的噪聲抑制規(guī)格。同樣，將噪聲信號的平均值偏置到零伏可以減少音頻放大器中的嗡嗡聲。

單向TVS二極管將趨向于將正信號鉗位到+ VBR，將負信號鉗位到零電壓，且平均值非零。雙向TVS二極管會將電壓鉗位到+/- VBR，平均值為零。下圖總結了單向和雙向TVS二極管的鉗位特性。

編輯：hfy