電路保護(hù)元件的發(fā)展與應(yīng)用
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
4過電壓保護(hù)元件
在電子設(shè)備中，經(jīng)常出現(xiàn)瞬間尖峰電壓和浪涌電壓,兩者有所不同，前者持續(xù)時間短,但電壓峰值范圍大,從mV級到kV級;后者持續(xù)時間長,可達(dá)ms乃至s級,但其幅度可為正常值的數(shù)倍，可以統(tǒng)稱為過電壓狀態(tài)，它們都會給電路帶來麻煩。特別是近年來向高速數(shù)字化發(fā)展,半導(dǎo)體器件和IC的工作電壓越來越低,大大增加了遭受過電壓和靜電放電(ESD)危害的幾率。面對這樣的狀況,出現(xiàn)了多種過電壓保護(hù)元件,如TVS二極管、陶瓷壓敏電阻器、瞬態(tài)電壓抑制器（Surgector）、ESD抑制器等。
4.1疊層型片式陶瓷壓敏電阻器（MultilayerChipVaristor）
陶瓷壓敏電阻器作為過壓保護(hù)元件己有多年歷史,得到廣泛應(yīng)用。但由于其壓敏電壓與兩個電極間的距離成比例,通流量與電極面積成比例,所以傳統(tǒng)的引線型陶瓷壓敏電阻器在體積上和性能上都滿足不了現(xiàn)代電子產(chǎn)品電路的過電壓保護(hù)要求;近年來人們使用更精細(xì)的MLCC工藝制造的疊層型片式陶瓷壓敏電阻器克服了這些技術(shù)難關(guān)。同時，具備壓敏電壓低(可低到2V左右)、響應(yīng)速度快(為ns級)、通流量大、溫度特性好、體積小、適合SMT組裝等諸多優(yōu)點(diǎn).特別適用于LCD、鍵盤、I/O接口、IC、ASIC、MOSFET、CMOS、傳感器、霍爾元件、激光二極管、前置放大器、聲頻電路等電路中的過電壓保護(hù)，發(fā)展前景十分廣闊。雖然剛剛開發(fā),卻受到普遍重視,例如，電容僅有10pF的0402規(guī)格的疊層型片式壓敏電阻器可很好地應(yīng)用在移動通信和筆記本電腦中。日本Murata公司在網(wǎng)上推出VCM18R系列,TDK公司近日也推出AVR－M系列。我國深圳順絡(luò)電子公司開發(fā)了0402、0603、0805、12064種封裝尺寸的疊層型片式陶瓷壓敏電阻器,其工作電壓范圍為2.5V～23.1V,圖5是其典型的電壓敏特性曲線。這類新產(chǎn)品是最被看好的一種過電壓保護(hù)元件,預(yù)計其年增長率將超過30％。
4.2多功能組合件
如上所述,瞬態(tài)電壓的變化范圍很寬,情況復(fù)雜,加之可能同時伴隨浪涌電流及熱效應(yīng)的影響,因而有時僅靠一個電路保護(hù)元件是不夠的，需要將幾個保護(hù)元件組合在一起，例如壓敏電阻/陶瓷電容器組合。據(jù)報道,AVX公司最近推出TransFeed系列疊層陶瓷瞬態(tài)電壓抑制器,兼?zhèn)鋲好綦娮杵饕种七^電壓和穿心電容器濾除高頻EMI的作用。片式壓敏陣列、片式壓敏/電容陣列也出現(xiàn)在市場上。EPCOS公司正在研究將壓敏、熱敏、浪涌抑制元件集成在一起的模塊。這個領(lǐng)域正呈現(xiàn)出一派生機(jī)勃勃的景象。
4.3內(nèi)置ESD保護(hù)IC
半導(dǎo)體工藝越來越精細(xì),IC的功能越來越強(qiáng)大,而且工作電壓越來越低。這就導(dǎo)致IC的抗ESD能力明顯降低，需要增加保護(hù)元件。這樣,既麻煩又增加元器的數(shù)目。為此,一些IC廠家將ESD保護(hù)功能置于芯片內(nèi)部,制造出自身能防護(hù)ESD的IC，如MAXIM公司開發(fā)的RS-232接口IC、RS-485接口IC等,自身都具有防ESD的功能。
5國內(nèi)產(chǎn)業(yè)的狀況
國內(nèi)企業(yè)仍以傳統(tǒng)的玻璃管金屬絲型熔斷器為主要產(chǎn)品。我國臺灣和香港特區(qū)的多家企業(yè)到大陸建廠,也是以玻璃管金屬絲型為主。在國內(nèi),有些廠家已開始生產(chǎn)可恢復(fù)聚合物保險絲、疊層型片式熱敏電阻器和壓敏電阻器。由于技術(shù)難度較高，宇航級高可靠固態(tài)熔斷器和高能量密度SMD熔斷器仍處于空白狀態(tài)。
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