Diodos TVS e diodos de proteção ESD

Um supressor de tensão transitória, geralmente abreviado como diodo TVS, é o componente que fica entre um transiente em uma linha de dados, uma trilha de alimentação ou uma interface e o dispositivo atrás dele. Esta página apresenta o que essa classe de dispositivos faz, as peças de proteção estocadas pela Shenzhen Haiben Electronic Technology Co., Ltd., e as escolhas práticas que enfrentam os profissionais de compras e os engenheiros de hardware. A Haiben fornece componentes eletrônicos a partir de Shenzhen desde 2013, e também oferece sua linha própria de semicondutores, a linha Weforsemi, por meio de uma subsidiária integral.

Contra o que um diodo TVS protege

Diodos de supressão de tensão transitória, também chamados de supressores de tensão transitória, limitam eventos breves de sobretensão antes que a energia atinja circuitos sensíveis. Os eventos em escopo são os habituais: descarga eletrostática no manuseio e nos conectores, transitórios de comutação nos trilhos de alimentação e as correntes de surto que o acoplamento injeta nos cabos. Um diodo TVS responde rapidamente, apresenta alta impedância na tensão de trabalho normal e muda de estado para desviar o transitório para o terra quando um limite definido é excedido. As portas de interface e as entradas de alimentação são onde os danos são mais frequentemente relatados, e é onde a maior parte da linha de proteção está posicionada.

A linha de proteção em estoque

O catálogo possui uma linha de proteção que abrange desde pequenos dispositivos ESD até peças discretas TVS de maior potência. Todos os itens a seguir são vendidos por meio da Haiben Diodos SMD categoria:

• VCTB3V32515LC — DFN0603-2L, bidirecional, tensão de operação 3.3 V, potência de pico de pulso 80 W, corrente de pico de pulso 8 A, IEC 61000-4-2 com classificação de ±30 kV ao ar e ±30 kV por contato; capacitância muito baixa e vazamento na ordem de nA, protegendo uma linha de dados ou de alimentação.
• VCTU7V550F3S — DFN1610-2L (1.6 × 1.0 × 0.5 mm), tensão de trabalho 7 V, potência de pico de pulso 1600 W, corrente de pico de pulso 80 A, sem pinos 2-pin, protegendo uma linha de dados ou de alimentação.
• VCLT550-YW — SOD-323, potência de pico de pulso 350 W (8/20 µs), baixa tensão de fixação, em conformidade com RoHS, acabamento de terminais em estanho fosco (Pb-free).
• VCTB5V0P215YW — DFN0603-2L, resposta rápida, baixa tensão de operação, para proteger componentes semicondutores sensíveis contra ESD e transitórios.
• VCTB24V0P415FSL — DFN0603-2L, um diodo TVS de 24 V para proteção de circuito ESD.

A seleção começa pela tensão de trabalho da linha, depois pela potência ou corrente de pico de pulso esperada e, em seguida, pela capacitância onde a integridade do sinal é importante. Nosso guia de seleção de diodos TVS percorre essa sequência. As peças bidirecionais são adequadas diretamente para linhas que oscilam em ambas as direções, como sinais com acoplamento AC ou diferenciais, enquanto as peças unidirecionais são adequadas para trilhos DC onde se pretende a fixação em uma polaridade. Vários dispositivos em estoque estão documentados como protetores de uma única linha de dados ou de alimentação, o que ajuda na contagem de posições em uma BOM.

Diodos de proteção ESD e proteção de interface

Neste catálogo, os diodos de proteção ESD são o ramo de baixa capacitância da família de diodos TVS. A baixa capacitância é importante em dados de alta velocidade e em entradas de medição de alta impedância, onde o excesso de capacitância arredondaria bordas e distorceria sinais. O VCTB3V32515LC, construído com tecnologia de silício monolítico para resposta rápida e baixa tensão de fixação ESD, é descrito por seu fabricante como adequado para proteger linhas de dados e de alimentação sensíveis à tensão; o VCTB24V0P415FSL de 24 V cobre o mesmo papel em portas de tensão mais alta. A proteção de interface é geralmente a primeira seção de um esquemático e a mais fácil de adicionar tarde, portanto vale a pena reservar footprints cedo. Quando um projeto protege um produto alimentado por bateria, a proteção é geralmente revisada junto com a ICs de proteção de bateria página, já que uma protege contra transitórios no conector e a outra contra falhas no nível da célula.

Bidirecional ou unidirecional — e o caso USB

Um diodo TVS bidirecional faz clamp em ambas as polaridades, de modo que uma única peça protege um sinal que alterna em torno de zero. Um diodo unidirecional é referenciado ao terra e é a escolha mais simples para uma linha de alimentação positiva. O caso USB mostra por que a escolha importa: conectores USB transportam VBUS e pares de dados em contatos adjacentes, de modo que um cabo conectado ou desconectado pode empurrar um transitório de uma linha para outra em qualquer direção. A tensão de operação é definida com margem acima do VBUS, e a corrente de pico de pulso decorre da severidade ESD esperada no conector. Peças como a VCTB3V32515LC e a VCTB5V0P215YW são dispositivos com encapsulamento 0603 classificados exatamente para essas linhas de dados de baixa capacitância, razão pela qual se encaixam perfeitamente na extremidade do conector de um projeto USB.

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre um diodo TVS, um supressor de tensão transitória e um diodo de proteção ESD?

Diodo TVS e supressor de tensão transitória são a mesma classe de dispositivo; "diodo TVS" é a forma mais curta. Os diodos de proteção ESD são o ramo de baixa capacitância dessa família neste catálogo, voltados para linhas de dados e interfaces onde a qualidade do sinal deve ser preservada.

Um diodo TVS pode substituir um diodo Zener em uma linha de alimentação?

Eles se comportam de maneira diferente. Um Zener é normalmente usado para regulação contínua dentro de sua classificação, enquanto um diodo TVS é projetado para fazer clamp em transitórios ocasionais e passa a maior parte de sua vida desligado. Para clamp de linha sob condições transitórias, o diodo TVS é o dispositivo correto; verifique a tensão de operação e os valores de pico de pulso para sua linha.

Como escolho entre peças bidirecionais e unidirecionais para uma linha de dados USB?

Use uma peça bidirecional onde a linha pode oscilar para ambos os lados do terra, que é a situação usual nos pares de dados USB durante um evento de hot-plug. Defina a tensão de operação com margem acima da faixa de sinalização normal da interface e confirme se a capacitância da peça é baixa o suficiente para a taxa de dados.