不管是工業類設備,還是消費類電子設備,各種應用都需要具有防靜電和防浪涌的能力,以防止電器設備因瞬態電壓帶來的影響,從而防止設備損壞和故障。TVS二極管就是一種ESD保護二極管,也叫瞬態電壓抑制二極管(Transient voltage suppression diode)。它是電子行業普遍使用的一種新型高效保護器件,能夠有效防止電器設備受到靜電和噪聲的影響。東芝提供豐富的TVS二極管產線,可根據不同場景下的需要進行選型。
TVS二極管的用途
東芝推出并大量投放市場應用的DF2B6M4BSL低電容TVS二極管就是一款用于保護物聯網設備高頻天線免受ESD侵擾的器件。
器件的基本特性
DF2B6M4BSL低電容TVS二極管
無線通信中使用的高頻天線(如Wi-Fi)中的電子元件需要通過抑制高次諧波失真來進行電路保護。而TVS二極管比ESD抑制器具有更高的保護性能,且可以降低靜電電壓,因此,高頻天線應用中的ESD抑制器可以用DF2B6M4BSL替代。除了有助于增強高頻天線的可靠性以外,DF2B6M4BSL也適用于信號線路的ESD保護。
DF2B6M4BSL在東芝TVS二極管產品中電容最低,其總電容為0.15pF(最大值),比現有產品DF2B6M4ASL低約25%。新產品以這種超低電容來抑制影響天線接收性能的高次諧波失真,并降低影響組件的靜電和噪聲;同時還能夠保護半導體和其他電子元件免受靜電與噪聲的影響,同時抑制信號劣化。
其主要特性如下:
1. 適用于5.0V信號線(VRWM≤5.5V)
2. 低諧波失真
f=2.4GHz,20dBm輸入時,二次諧波為-65.5dBm(參考值);三次諧波為-54.4dBm(參考值)
f=5.0GHz,20dBm輸入時,二次諧波為-64.7dBm(參考值);三次諧波為-55.5dBm(參考值)
3. 低Vpeak:VCL-max-peak=215V(參考值)(@IEC61000-4-2(接觸),+8kV輸入)
4. 采用超緊湊型封裝【0.62mm×0.32mm尺寸(SL2)】,適用于移動設備等高密度電路板布局。
以下是DF2B6M4BSL的主要規格:
功能特性分析
正常情況下,Ct大的二極管插入損耗更高,限制了可使用的頻率范圍,使通過二極管的信號明顯衰減。而電容小(0.1pF至0.3pF)的ESD保護二極管插入損耗小,幾乎不會影響二極管傳輸的信號。
東芝低電容ESD保護二極管采用ESD二極管陣列工藝(EAP)制造,將多個二極管組合在一起減小電容,不影響ESD抗擾度。DF2B6M4BSL的最大優勢在于總電容低,Ct=0.12pF(典型值)/0.15pF(最大值)@VR=0V,f=1MHz。憑借超低電容抑制高諧波失真,降低了對元件產生影響的靜電與噪聲。
產品應用方向
DF2B6M4BSL具有超低電容特性,可以抑制天線和高速信號線中的信號質量惡化。當出現ESD時,DF2B6M4BSL可提供低Vpeak電壓和優異的保護性能。
由于上述特性,DF2B6M4BSL已成為IoT、移動設備、可穿戴等電子設備高頻天線與高速信號線路ESD防護的理想選擇,其中可穿戴設備包括Wi-Fi、天線、DisplayPort接口、USB/HDMI接口和PCI Express等。
電路圖示例
正確選擇ESD保護二極管
需要注意的是,相對于受保護信號線的頻率,ESD保護二極管的總電容(Ct)是否足夠低至關重要。在正常工作期間,二極管是不導通的,此時pn結界面形成的耗盡層在電氣上起電容的作用。因此,需要在考慮被保護信號線頻率的基礎上,正確選擇ESD保護二極管,否則會使信號質量下降。
此外,一些ESD保護二極管在ESD進入后不會立即響應,如果ESD脈沖第一峰值電壓高于ESD保護二極管的最大峰值電壓(VC),則該電壓可能施加到受保護器件,造成故障或破壞。東芝不斷優化芯片工藝和內部器件結構,進一步降低了第一峰值電壓,從而在初始階段提供對ESD峰值電壓更可靠的保護。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:東芝新款TVS二極管讓IoT和移動設備遠離靜電與噪聲
文章出處:【微信號:toshiba_semicon,微信公眾號:東芝半導體】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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