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富威集團代理的晶焱科技(Amazing)為您介紹如何選擇TVS防護電子產品的ESD -- 經由TLP量測

 2007-05-16
消費性電子產品如PC、NB、手機,由於產品趨向小型化設計且積體電路內部電子元件微小化已進展到奈米的尺寸,如果沒有選擇合適的保護元件,可能會使電子產品容易遭受靜電放電(ESD)的衝擊而造成系統重置、當機甚至損壞。

目前消費性電子產品也都必需通過IEC 61000-4-2的靜電放電測試要求。TVS (Transient Voltage Suppressor) 便是專門設計用於吸收ESD能量並且保護系統免於遭受ESD損害的保護元件,因此如何選擇適當的TVS以提高電子產品的ESD耐受度便成為一個重要的課題。TVS保護元件的工作原理如附圖一所示,TVS在線路板上是與被保護線路並聯的,當ESD瞬間高電流的衝擊下,TVS能夠即時導通提供給瞬時電流一個超低電阻通路,此時ESD的瞬時電流與能量便經由TVS所引開,然而TVS是否能夠對被保護線路提供有效地保護功能除了須考慮TVS在ESD衝擊下的導通速度是否夠快,更須要考慮TVS導通後箝制電壓 (Clamping Voltage) 是否夠低,來避免被保護線路受到ESD的衝擊而造成訊號的干擾所引發系統重置、當機甚至損傷。因此,在ESD衝擊下,TVS導通後的Clamping Voltage高低便是選擇TVS效能的一項重要指標。

如何量測到TVS在ESD衝擊下的Clamping Voltage呢? 傳輸線脈衝產生系統(Transmission Line Pulsing System, TLP System)便是一有效地量測工具。TLP System最早是由英特爾(Intel Corporation)的T.J. Maloney所提出來,架構圖如附圖二所示,其主要功能為進行待測元件在短時間、高電流情況下之電壓-電流特性量測。此短時間係指奈秒(ns)等級,高電流係指安培(A)等級。而在此短時間、高電流情況下之電壓-電流特性,即模擬待測元件在ESD發生時的電壓-電流響應。因此,以TLP System來量測TVS保護元件,從量測到的電壓-電流特性便可以預測在ESD衝擊下,TVS的導通電壓(Turn-on Voltage)及導通後的Clamping Voltage。TVS的Turn-on Voltage越低代表導通速度越快,Clamping Voltage越低代表TVS的保護效果越好。附圖三為利用TLP System所量測各種TVS的電壓-電流特性。從圖中可比較各種TVS的Turn-on Voltage以及TVS導通後的Clamping Voltage高低。

富威集團所代理的晶焱科技是目前國內唯一能完整推出全系列防靜電IC的廠商,ESD防護能力上可滿足消費性電子產品標準(IEC 61000-4-2第4級)的要求。在TVS的設計上是全方位的考量,在ESD衝擊下,不僅具有高的ESD耐受度、快速地導通速度,更具有目前業界最低的Clamping Voltage,能提供電子產品最高的ESD防護效能。