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ESD静电防护器件的工作原理

来源：发布日期 2020-07-10 11:40:03浏览：-

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ESD器件主要性能参数

1.最大工作电压

允许在ESD保护器件两端连续长时间施加电压(有效值)，在这种工作条件下，ESD器件不导电，保持高电阻状态，反漏电流很小。

2.击穿电压

ESD器件开始工作时的电压。一般情况下，TVS管的工作电压低于压敏电阻。

3.钳位电压

当ESD器件流过峰值电流时，器件两端的电压会超过峰值电压，可能会对ESD造成永久性损伤。

4.漏电流

在规定的直流电压(一般不超过最大工作电压)作用下流过ESD器件的电流。一般TVS管的反向泄漏电流为Na电平，压敏电阻的泄漏电流为a级，电流越小，对保护电路的影响越小。

5.电容

在给定电压和频率下测量的值越小，对保护电路信号传输的影响就越小。例如硅半导体TVS管的结电容(PF级)、压敏电阻的寄生电容(NF级)

6.响应时间

指ESD器件将高输入电压箝位到预定电压的时间。一般TVS管的响应时间为ns级，压敏电阻的响应时间为s级。响应时间越小，对电路中元件的保护就越有效。

7.寿命

TVS技术是基于半导体夹紧原理。当瞬时高压下，电视会立即释放能量，基本无寿命限制;而压敏电阻采用物理吸收原理，所以每次发生ESD事件时，材料都会受到一定的物理损伤，形成不可恢复的泄漏通道，其性能会随着使用次数的增加而下降。

TVS管(硅半导体)

瞬态电压抑制器(TVS)是一种高效率的二极管保护器件，根据p-n结反向击穿的工作原理，将静电高压脉冲引入地面，保护电器中对静电敏感的元件。以TVS二极管为例，当瞬时电压超过电路的正常工作电压时，TVS二极管会发生雪崩，为瞬时电流提供一个超低电阻通路。其结果是瞬时电流通过二极管被引走，避开保护器件，保护电路保持截止电压直到电压恢复到正常值。瞬时脉冲结束后，TVS二极管自动回到高阻状态，整个电路进入正常电压。电视管的主要失效方式是短路，但当过电流过大时，电视管可能会断开。

电视有两种:单向电视和双向电视。单向电视管的特性类似于反向串联的两个齐纳二极管。I-V曲线特性图如图1所示，图中性能参数注释如下:

①反向截止状态电压反向漏电流(截止电压)vrwm和红外:反向截止状态电压(截止电压)vrwm表明电视管的最高电压不导电,反向漏电流,只有一个小红外电压。

②击穿电压VBR:电压当电视管通过指定的测试电流,这是马克电视管的电压。

③脉冲峰值电流IPP: 10/1000的最大峰值电流μS波所允许电视管(8/20μS波的峰值电流是5倍,和8/20μS IPP脉波电流的定义,请参阅下面的图2)。超过这个电流值，可能会造成永久性的伤害。在同一串联中，击穿电压越高，允许的峰值电流越小。

④最大钳位电压VC:电视晶体管的两端电压峰值电流IPP流过。

⑤正向传导电压VF:电视通过向前传导电流的电压降。

除上述性能参数外，TVS管还有一个关键参数:p-n结电容CJ。