隨著便攜式、無線和可穿戴設(shè)備的日益增多，由靜電放電（ESD）暴露所導(dǎo)致的現(xiàn)場故障的可能性也在不斷增加。ESD的最常見原因是兩種不同材料之間的摩擦，導(dǎo)致在各自表面上的電荷累積。通常情況下，其中一個(gè)表面是人體本身，而且這種靜電荷積聚到高達(dá)15000伏也并非罕見。如果一次靜電放電事件的靜電電壓達(dá)到6千伏就能夠使人感覺到疼痛。雖然電壓較低的放電有時(shí)不被察覺，然而對(duì)于電子元件和電路來說，它們?nèi)钥赡軙?huì)造成災(zāi)難性的損害。電子設(shè)備上的每一個(gè)新的接入點(diǎn)通過為進(jìn)入設(shè)備本身的高電位電流形成電氣路徑而使損害的風(fēng)險(xiǎn)成倍增加。這些敏感的電氣設(shè)備是否能夠經(jīng)受得住這些損害取決于全面的電路保護(hù)。

　　在一個(gè)典型的手持設(shè)備上進(jìn)行ESD耐受性分析時(shí)，每個(gè)數(shù)據(jù)或電源接口都可以作為ESD進(jìn)入系統(tǒng)的通道。組件本體絕緣和屏蔽的上的必要的中斷也是瞬變?nèi)肭值臋C(jī)會(huì)。任何緩解ESD損害的努力的目標(biāo)是將進(jìn)入設(shè)備的ESD瞬變“鉗制”或限制到非破壞性的水平。硅瞬態(tài)電壓抑制（TVS）二極管和二極管陣列均是可用的最有效ESD保護(hù)技術(shù)。

　　耳機(jī)插孔

　　耳機(jī)端口附近的ESD放電可能會(huì)傳入設(shè)備的內(nèi)部，并經(jīng)由揚(yáng)聲器電路電弧放電。由于在這種電路上所見的信號(hào)速度非常低（ 20 kHz），建議使用高電容的抑制器件（即大于20pF）。

　　鍵盤/按鈕/開關(guān)

　　如果瞬變從開關(guān)結(jié)構(gòu)到電路板產(chǎn)生電弧放電，這些簡單的組件會(huì)為ESD提供進(jìn)入電路板的路徑。因?yàn)樗鼈兓旧鲜侵绷骶€路，建議使用高電容（如30pF）的抑制器。

　　電源端口

　　這種低電壓輸入被用以為電池充電，并且為電路提供直接電源。作為真正的直流電路，建議使用高電容的抑制器。

　　I/O端口 - 邊緣連接器

　　保護(hù)這種信號(hào)端口所要考慮的首要因素是信號(hào)的數(shù)據(jù)速率。隨著數(shù)據(jù)速率的增加，關(guān)鍵的是要考慮所選擇的抑制器的電容，以免引起系統(tǒng)出現(xiàn)任何信號(hào)完整性問題。例如，在該端口低速運(yùn)行的電路可以使用較高電容的TVS二極管陣列或具有幾十皮法的器件進(jìn)行保護(hù)。

　　對(duì)于諸如USB 3.0或HDMI 2.0等非常高的數(shù)據(jù)速率協(xié)議，選擇具有極低電容的抑制器，以便系統(tǒng)能夠傳送和接收數(shù)據(jù)，而不會(huì)損失信號(hào)的質(zhì)量（因保護(hù)器件所導(dǎo)致）。

　　TVS二極管陣列可針對(duì)ESD、電磁干擾（EMI）和雷擊提供高水平的保護(hù)。這些器件的工作原理有兩種。其一，它們會(huì)用二極管吸收瞬變，引導(dǎo)電流，然后一個(gè)雪崩或齊納二極管會(huì)將電壓鉗制到可接受的水平。在過電壓條件下，該器件必須在指定的電流波形上具有較低的鉗位電壓，以保護(hù)敏感的集成電路和端口。在正常運(yùn)行中，反向隔離電壓必須要高于設(shè)備的供應(yīng)/工作電壓，并且應(yīng)具有較低的泄露電流以防止電源負(fù)載。器件的電容必須足夠低，以減少輸入信號(hào)的失真。器件的封裝必須具有較小的占用面積和較低的高度，以節(jié)省高密度電路板布局中的空間。器件還必須能夠承受IEC 61000-4-2規(guī)定的多次ESD脈沖。其他關(guān)鍵特性，如保護(hù)的線路數(shù)、ESD抗擾性以及占用面積也都需要加以考慮。

　　針對(duì)一項(xiàng)應(yīng)用，為了選擇最為合適的TVS二極管陣列，對(duì)所有這些考慮因素進(jìn)行權(quán)衡可在力特公司iDesign?在線模擬和產(chǎn)品選型工具的幫助下變得更加簡單。電路設(shè)計(jì)人員可輸入系統(tǒng)和器件參數(shù)，然后選擇多達(dá)三件TVS二極管進(jìn)行比較。使用內(nèi)置的模擬工具，可以就這些器件在應(yīng)用中性能表現(xiàn)進(jìn)行比較，而無需構(gòu)建原型。
本文選自電子發(fā)燒友《智能工業(yè)特刊》，更多優(yōu)質(zhì)內(nèi)容，馬上下載閱覽