用外接TVS二极管为IC芯片提供无限ESD保护功能

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瞬态电压抑制二极管（Transient Voltage Suppression iode）也称作TVS二极管，是一种提高EMI和ESD免疫能力的最简单电路保护选择，具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点。TVS二极管主要应用于汽车电子、计算机系统、通讯设备、仪器仪表、新能源、数据中心、交/直流电源、无人机、机器人等领域。
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IC芯片的保护电路

在产品电路设计中，应考虑的几个事项包括：内部IC与外部TVS保护电路，TVS二极管的开关电压，二极管阵列，共模补偿电压，后向驱动保护，以及差分输入输出等。其中，TVS二极管可削除IC上的浪涌电压。很多IC都带有内部保护电路，用以防止ESD失效的发生；但是，这对浪涌事件通常有些不足。

对于应用工程师来说，处理瞬时脉冲对器件损害的最好办法，就是将瞬时电流从敏感器件（如IC芯片）引开。为达到这一目的，在PCB布线时一般将将TVS与被保护线路并联。这样，当瞬时电压超过电路正常工作电压后，TVS将发生雪崩击穿，从而提供给瞬时电流一个超低阻抗的通路，其结果是瞬时电流通过TVS被引开，从而避开被保护器件，并且在电压恢复正常值之前使被保护回路一直保持截止电压。在此之后，当瞬时脉冲结束以后，TVS二极管再自动恢复至高阻状态，整个回路进入正常电压状态。
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ESD保护电路
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硅TVS二极管的抗浪涌能力与其尺寸和外部器件有直接关系，一般是内部IC TVS尺寸的10倍以上。外部TVS二极管之所以能提供高级别的浪涌保护，是因为该TVS二极管不仅仅是保护IC，而是提供更大的保护功能。另外，大多数IC的内部保护电路仅仅只能应对很少一部分ESD事项，而外部TVS器件则可以提供无穷的浪涌免疫功能。
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值得注意的是，了解IC的内部保护电路，对选择外部TVS器件的额定功率和开关电压非常有帮助。遗憾的是，很多IC的数据表只提供了标称ESD，没有公开内部保护电路。
事实上，内部保护电路可通过高压三极管、稳压二极管、二极管阵列、晶闸管、过压检测开关等常用电子元器件来设计。
可见，TVS二极管是一种方便、实用的电路保护器件，用户只需遵循几条简单的规则，就能实现有效的浪涌保护功能。唯一遗憾的是，TVS二极管体积较大，相信随着材料技术的发展，这方面问题将得到解决。

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IC老和尚

TVS二极管是一种方便、实用的电路保护器件，用户只需遵循几条简单的规则，就能实现有效的浪涌保护功能。唯一遗憾的是，TVS二极管体积较大，相信随着材料技术的发展，这方面问题将得到解决。