TVS диоды и ESD защитные диоды

TVS-диод, обычно сокращаемый до TVS-диода, — это компонент, который стоит между переходным процессом на линии данных, шине питания или интерфейсе и устройством за ним. На этой странице изложено, что делает этот класс приборов, какие защитные компоненты поставляет Shenzhen Haiben Electronic Technology Co., Ltd., и практические решения, стоящие перед отделами закупок и инженерами-аппаратчиками. Haiben поставляет электронные компоненты из Shenzhen с 2013 года и также предлагает собственную брендовую линейку полупроводников — линейку Weforsemi — через стопроцентную дочернюю компанию.

От чего защищает TVS-диод

Диоды подавления переходных напряжений, также называемые TVS-диодами, ограничивают кратковременные перенапряжения до того, как энергия достигнет чувствительных схем. В область охвата входят стандартные события: электростатический разряд при обращении и от разъёмов, коммутационные переходные процессы на шинах питания и импульсные токи, которые наводятся в кабели. TVS-диод реагирует быстро, имеет высокий импеданс при нормальном рабочем напряжении и изменяет состояние, чтобы отвести переходный процесс на землю при превышении заданного порога. Интерфейсные порты и входы питания — это места, где чаще всего сообщается о повреждениях, и именно там размещена большая часть ассортимента защиты.

Складской ассортимент защиты

Каталог включает линейку защитных компонентов, охватывающую от малогабаритных устройств ESD до более мощных дискретных компонентов TVS. Все перечисленное ниже продается через Haiben SMD диоды категория:

• VCTB3V32515LC — DFN0603-2L, двунаправленный, рабочее напряжение 3.3 В, пиковая импульсная мощность 80 Вт, пиковый импульсный ток 8 А, IEC 61000-4-2 с номиналом ±30 кВ воздух и ±30 кВ контакт; очень низкая ёмкость и утечка на уровне нА, защита одной линии данных или питания.
• VCTU7V550F3S — DFN1610-2L (1.6 × 1.0 × 0.5 мм), рабочее напряжение 7 В, пиковая импульсная мощность 1600 Вт, пиковый импульсный ток 80 А, безвыводной корпус с 2 выводами, защита одной линии данных или питания.
• VCLT550-YW — SOD-323, пиковая импульсная мощность 350 Вт (8/20 мкс), низкое напряжение ограничения, соответствует RoHS, покрытие выводов матовое олово (без свинца).
• VCTB5V0P215YW — DFN0603-2L, быстрое срабатывание, низкое рабочее напряжение, для защиты чувствительных полупроводниковых компонентов от ESD и переходных процессов.
• VCTB24V0P415FSL — DFN0603-2L, 24 В TVS-диод для защиты цепей ESD.

Выбор начинается с рабочего напряжения линии, затем ожидаемой пиковой импульсной мощности или тока, затем ёмкости, где важна целостность сигнала. Наше руководство по выбору TVS-диодов проходит эту последовательность. Двунаправленные компоненты прямо подходят для линий, которые качаются в обе стороны, например, для сигналов с AC-связью или дифференциальных, тогда как однонаправленные подходят для шин DC, где предполагается ограничение по одной полярности. Несколько складских приборов задокументированы как защищающие одну линию данных или питания, что помогает при подсчёте позиций на BOM.

Защитные диоды ESD и защита интерфейсов

В этом каталоге защитные диоды ESD — это ветвь с низкой ёмкостью семейства TVS-диодов. Низкая ёмкость важна на высокоскоростных данных и на высокоимпедансных измерительных входах, где избыточная ёмкость скруглила бы фронты и исказила сигналы. VCTB3V32515LC, изготовленный по монолитной кремниевой технологии для быстрого срабатывания и низкого напряжения ограничения ESD, описывается производителем как подходящий для защиты чувствительных к напряжению линий данных и питания; 24 В VCTB24V0P415FSL выполняет ту же роль на портах с более высоким напряжением. Защита интерфейсов обычно является первым разделом схемы и самым простым для добавления на позднем этапе, поэтому стоит заранее зарезервировать посадочные места. Когда схема защищает продукт с батарейным питанием, защита обычно рассматривается вместе со страницей микросхема защиты батареи ICs , поскольку одна защищает от переходных процессов на разъёме, а другая — от отказов на уровне элементов.

Двунаправленный или однонаправленный — и случай USB

Двунаправленный TVS диод ограничивает в обеих полярностях, поэтому один компонент защищает сигнал, который изменяется вокруг нуля. Однонаправленный диод привязан к земле и является более простым выбором для положительной шины питания. Случай USB показывает, почему выбор важен: разъёмы USB несут VBUS и пары данных на соседних контактах, поэтому подключённый или отключённый кабель может вызвать переходный процесс с одной линии на другую в любом направлении. Рабочее напряжение задаётся с запасом выше VBUS, а пиковый импульсный ток определяется по ожидаемой на разъёме жёсткости ESD. Компоненты, такие как VCTB3V32515LC и VCTB5V0P215YW, представляют собой устройства в корпусе 0603, рассчитанные именно для этих линий данных с низкой ёмкостью, поэтому они хорошо подходят для установки на разъёмном конце USB-дизайна.

Часто задаваемые вопросы

В чём разница между TVS диодом, ограничителем переходных напряжений и ESD защитным диодом?

TVS диод и ограничитель переходных напряжений — это один и тот же класс устройств; «TVS диод» — более краткая форма. Защитные диоды ESD — это ветвь этого семейства с низкой ёмкостью в данном каталоге, предназначенная для линий данных и интерфейсов, где необходимо сохранить качество сигнала.

Может ли TVS диод заменить стабилитрон на шине?

Они ведут себя по-разному. Стабилитрон обычно используется для непрерывной стабилизации в пределах его номинала, тогда как TVS диод предназначен для ограничения случайных переходных процессов и большую часть времени находится в закрытом состоянии. Для ограничения на шине в условиях переходных процессов правильным устройством является TVS диод; проверьте рабочее напряжение и параметры пикового импульса для вашей линии.

Как выбрать между двунаправленными и однонаправленными компонентами для линии данных USB?

Используйте двунаправленный компонент там, где линия может отклоняться в обе стороны от земли, что обычно происходит на парах данных USB во время горячего подключения. Задайте рабочее напряжение с запасом выше нормального диапазона сигналов интерфейса и убедитесь, что ёмкость компонента достаточно низкая для скорости передачи данных.