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使用BUS端口保護(hù)陣列實(shí)現(xiàn)有源ESD保護(hù)的設(shè)計(jì)方案

作者: 時(shí)間:2012-05-15 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

許多便攜式應(yīng)用需要超過8kV的,同時(shí)將電容保持在5pF以下。Z二極管能夠單獨(dú)滿足這一要求,但當(dāng)與開關(guān)或結(jié)型二極管等低電容PN二極管相結(jié)合時(shí),它們可同時(shí)滿足該應(yīng)用的以下兩種要求:低電容,以及高和浪涌抗擾性。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/177247.htm

Z二極管與小型PN二極管的這種結(jié)合提供了單向器件。箝位電流只能朝一個(gè)方向流動(dòng)——PN二極管的正向——因?yàn)榉聪蛲ǖ辣蛔枞?圖1)。

添加另一個(gè)PN二極管可打開反向通道,從而使該器件雙向保護(hù)。當(dāng)正向和反向的箝位電壓電平不同時(shí),這種器件具有雙向及不對稱的箝位行為 (BiAs)(圖1)。

在初始時(shí),當(dāng)所有三個(gè)二極管完全放電時(shí)(二極管電容為空),具有0.5V幅度的第一個(gè)信號脈沖將在正向驅(qū)動(dòng)上方的PN二極管(D1),從而填充或加載Z二極管(ZD) 較大的空電容。根據(jù)脈沖的持續(xù)時(shí)間以及到下一次脈沖的中止,Z二極管的電容通過充電已經(jīng)到了更高水平,因此下一次脈沖給電容的充入較少。幾次脈沖后,Z二極管被完全充滿,因此隨后的脈沖僅檢測到這兩個(gè)PN二極管的電容較低。

對某些便攜式應(yīng)用而言電容變化不是問題,但對于其他應(yīng)用,每次脈沖時(shí)電容必須相同。對于這些應(yīng)用,可將Z二極管連接到電源電壓,例如 USB端口的V(圖1),在這里電源電壓可對Z二極管進(jìn)行充電,這兩個(gè)PN二極管仍保持在反向模式下,從而使電容保持在最低水平。

圖2所示的二極管 (V054B-HS3) 可保護(hù)雙高速USB 端口,以防瞬態(tài)電壓信號。該對略低于接地電平的負(fù)瞬態(tài)進(jìn)行箝位,同時(shí)在略高于5V工作電壓范圍對正瞬態(tài)進(jìn)行箝位。

Z 二極管將電源線(在引腳5處為V)箝位到地線(引腳2),而高速數(shù)據(jù)線(D1+、D2+、D1-及D2-)與引腳6、3、4及1相連。只要數(shù)據(jù)線上的信號電壓介于接地與VBUS電平之間,低電容PN二極管便會與VBUS、地線及其他數(shù)據(jù)線的極高隔離。但任何瞬態(tài)信號一超過該工作電壓范圍,其中的一個(gè)PN二極管便會恢復(fù)到正向模式,并將該瞬態(tài)箝位到接地或雪崩擊穿電壓電平。因此,VBUS054B-HS3可提供±15kV的高抗擾性,同時(shí)提供符合便攜式電子設(shè)備應(yīng)用的低于1pF的典型電容。

VBUS054B-HS3是一種單芯片技術(shù),因此線路電容間的差別非常小。這對于D-和D+這兩條數(shù)據(jù)線而言非常重要,因?yàn)樵?ldquo;數(shù)據(jù)線對”同時(shí)傳輸相同的數(shù)據(jù)脈沖,但具有相反的極性。



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