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淺析電子元器件-TVS管功效最佳化

 

  暫態電壓抑制TVS管是保護敏感電路元件不受ESD與EMI突波影響一個相當有效且低成本的選擇,將提供能夠把TVS管所提供突波保護效能最佳化的印刷電路板佈線指南,此外,也將透過範例來描述採用TVS管時各種不同電路組態的優缺點與取捨考量。印刷電路板佈線指南。

       

  1、位置

  TVS管元件應該要加到印刷電路板上輸出入聯結器的資料與電源連線上,儘可能將TVS管元件安排在接近噪音源可以確保突波電壓在脈衝耦合到相鄰電路板走線前會先經過箝位處理,此外,電路板的TVS管走線也應該要短,原因是較短的走線長度也就相當於較低的阻抗,可以確保突波能量會由TVS管元件消耗而不是晶片內部的ESD保護電路。將較敏感的走線安排在印刷電路板的中央而非邊緣是處理時保護免受ESD干擾的一個簡單方法,(圖一)提供了印刷電路板佈線安排的範例。

       

  2.、接地選擇

  如果可能,保護線路應該將突波電壓並聯到參考點或者是機殼的接地上,如(圖二)所示。將突波電壓直接並聯到晶片的訊號接地點會造成接地彈跳現象,在單一接地的印刷電路板上,TVS管的箝位效能可以透過利用相對較短且幅度較寬的接地走線將阻抗降到最低來加以改善。

       

  3、寄生電感

  印刷電路板佈局與晶片包裝的寄生電感可能會造成TVS管嵌位電壓大幅過載,其中印刷電路板的電感可以透過使用較短的走線長度或具備獨立接地與電源接面的多層板來加以降低,而包裝所造成的電感則可以藉由選用小型化表面粘著式包裝來加以解決。

       

  4、迴路區

  幅射噪音與受射頻訊號影響的問題可以透過儘可能縮減由高速資料與接地線所形成的迴路區大小來降低,一個解決迴路區最小化問題的有效方法是在印刷電路板設計上加入接地面,特別是在走線長度相對較長時,雖然將TVS管元件與晶片間的距離儘量加大可以提供隔離,但卻可能增加回路區的面積大小