【導(dǎo)讀】ESD保護(hù)元件的作用是轉(zhuǎn)移來自敏感元件的ESD應(yīng)力，使電流流過保護(hù)元件而非敏感元件，同時(shí)維持敏感元件上的低電壓。作為ESD保護(hù)元件中的代表：瞬態(tài)電壓抑制器(TVS)、壓敏電阻，相信大家都不陌生，但是對(duì)于二者深層次的不同，可能知道的人不多吧。本文將一位專家關(guān)于TVS與壓敏電阻的深度剖析，展現(xiàn)給大家，希望能幫到你們。
ESD保護(hù)元件的作用是轉(zhuǎn)移來自敏感元件的ESD應(yīng)力，使電流流過保護(hù)元件而非敏感元件，同時(shí)維持敏感元件上的低電壓；ESD保護(hù)元件還應(yīng)具有低泄漏和低電容特性，不會(huì)降低電路功能；不會(huì)對(duì)高速信號(hào)造成損害，在多重應(yīng)力作用下保護(hù)元件的功能不會(huì)下降。
瞬態(tài)電壓抑制器(TVS)、壓敏電阻和聚合物是近幾年發(fā)展起來的幾種專用ESD保護(hù)元件。其中前兩種元件均采用電壓鉗位的方式進(jìn)行保護(hù)，采用帶導(dǎo)電粒子的聚合物則是采用消弧(crowbar)保護(hù)策略。壓敏電阻和聚合物支持雙向保護(hù)，但TVS可支持單向或雙向保護(hù)。傳統(tǒng)的壓敏電阻雖然在成本上具有一定優(yōu)勢(shì)，但它存在的一個(gè)最大問題是體積太大，無法滿足手持設(shè)備的封裝要求。事實(shí)上，與壓敏電阻相比，基于硅材料的TVS具有更好的鉗制性能、更低的泄漏和更長(zhǎng)的使用壽命。
TVS芯片在多重應(yīng)力下仍然可保持強(qiáng)大的性能，而壓敏電阻和聚合物則會(huì)隨著使用次數(shù)的增多性能下降。TVS技術(shù)利用的是半導(dǎo)體的鉗位原理，在經(jīng)受瞬時(shí)高壓時(shí)，會(huì)立即將能量釋放出去，而壓敏電阻采用的是物理吸收原理，因此每經(jīng)過一次ESD事件，材料就會(huì)受到一定的物理損傷，形成無法恢復(fù)的漏電通道。TVS技術(shù)的原理就好像傳統(tǒng)的打太極，可以輕松釋放掉能量而不是直接與之對(duì)抗，器件本身不會(huì)受到損害，基本上沒有壽命限制。而壓敏電阻、聚合物材料在使用過程中同樣存在磨損問題。
從現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的TVS與壓敏電阻的鉗制電壓曲線來看，TVS器件可以在極短時(shí)間內(nèi)將輸入的大電壓鉗制到5至6伏的水平，而壓敏電阻的曲線則下降得非常緩慢，并且無法達(dá)到TVS器件的效果。這表明TVS器件在響應(yīng)時(shí)間和鉗制性能方面均優(yōu)于壓敏電阻。
相關(guān)閱讀：
