關(guān)于ESD管的TLP曲線解析

談到ESD管和TVS管的區(qū)別，網(wǎng)上很多說法就是TVS管用于初級(jí)和次級(jí)保護(hù)，ESD管用于板級(jí)保護(hù)，但個(gè)人覺得更加實(shí)用的一種說法是TVS管主要用于浪涌保護(hù)，ESD管主要用于靜電保護(hù)（當(dāng)然也有TVS管既可以用作浪涌保護(hù)，也可以用作ESD防護(hù)，這個(gè)需要仔細(xì)分析元器件規(guī)格書）。

通常電路的接口設(shè)計(jì)，在電源線的輸入端，我們往往會(huì)在最前面并聯(lián)一到兩顆電容，之后再并聯(lián)一個(gè)TVS管，電容的作用主要包括濾除一些高頻噪聲，更加主要的作用的是防靜電，對(duì)于電源線來說，電池端的浪涌才是主要的干擾源（可以參照7637實(shí)驗(yàn)），所以我們需要選用一顆合適的TVS管進(jìn)行保護(hù)，而對(duì)于一些信號(hào)線，靜電干擾是最主要的（浪涌類干擾很少），通常我們會(huì)選用一顆ESD管進(jìn)行保護(hù)。

選取nexperia的ESD管PESD3V3S1BSF和TVS管PTVSxU1UPA進(jìn)行對(duì)比：

首先看PESD3V3S1BSF，規(guī)格書在應(yīng)用中就首先提到該主要應(yīng)用是ESD防護(hù)。



而PTVSxU1UPA應(yīng)用的描述是如下，datasheet并未提及可以進(jìn)行ESD防護(hù)。

2. ESD管的datasheet通常會(huì)提供以下兩個(gè)曲線,ESD管響應(yīng)曲線，是ns級(jí)的響應(yīng)時(shí)間，正常ESD的時(shí)間是200ns以內(nèi)；TLP曲線，該曲線可以看出不同的ESD等級(jí)下，Vcl是多少。




TLP曲線也是本文想要談?wù)摰闹攸c(diǎn)，我們通常在看ESD規(guī)格書的時(shí)候，可能只會(huì)關(guān)注最大鉗位電壓，而不會(huì)注意在不同等級(jí)下的鉗位電壓是多少，雖然ESD是ns級(jí)的干擾，但是選擇較低的鉗位電壓ESD管會(huì)更加合適。

參照下圖，對(duì)于nexperia的TLP曲線來說，Ipp對(duì)應(yīng)的第一次脈沖的電流，也就是當(dāng)ESD等級(jí)為2kv的時(shí)候，Ipp電流為7.5A，對(duì)照上面的TLP曲線，可以得出Vcl為5v+，當(dāng)ESD等級(jí)為8kv時(shí)，Ipp電流為30A，可以得出Vcl為6.5v左右，當(dāng)然這兒需要注意的是ESD管規(guī)格書中提到的靜電等級(jí)都是基于IEC-61000-4-2，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)地電容是150pf，放電電阻是330Ω。

而對(duì)于常見的TVS管來說，不會(huì)有ns級(jí)響應(yīng)曲線以及TLP曲線，TVS管響應(yīng)時(shí)間通常是ns，如果有，該類TVS管應(yīng)可以應(yīng)用于ESD管，具體的需要跟芯片供應(yīng)商確認(rèn)。

當(dāng)然了，對(duì)于ESD管和TVS管的選型，一些共性的參數(shù)都是需要考慮的，比如，VRWM,IRM,VBR,VCL,IPP，通常由Vcl跟Ipp乘積計(jì)算的功率是不會(huì)超過Ppp。

總結(jié)：

1.ESD管主要用于靜電防護(hù)，TVS管主要用于浪涌保護(hù)。當(dāng)然有些管子是既可以用于防護(hù)和浪涌保護(hù)的。

2.可以重點(diǎn)關(guān)注ESD管的TLP曲線，該曲線告訴了我們不同的ESD等級(jí)下的，VCL是多少，如果規(guī)格書沒有提到該曲線，可以申請(qǐng)芯片供應(yīng)商進(jìn)行測(cè)量。



審核編輯：劉清