瞬態(tài)分流抑制器（TDS）優(yōu)勢1—低鉗位電壓

在涉及浪涌防護時，傳統(tǒng)瞬態(tài)電壓抑制二極管（TVS）具有成本低廉和應(yīng)用方便等特點，工程師通常會將其作為熱門選擇。然而傳統(tǒng)TVS存在不可忽視的缺點，從而導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)計面臨挑戰(zhàn)，例如TVS二極管的特性對溫度變化敏感、鉗位電壓特性低效以及封裝體積大,導(dǎo)致需要對受保護電路進(jìn)行過度設(shè)計。為了產(chǎn)品在惡劣環(huán)境中運行維持更長的使用壽命，因此必須開發(fā)更為可靠的浪涌保護解決方案。

湖南靜芯突破浪涌控制（SurgeControl）技術(shù)，推出瞬態(tài)分流抑制器（Transient Diverting Suppressors，簡稱TDS）產(chǎn)品系列，用來保護電路的靜電放電ESD（Electro-Static Discharge）和電氣過壓EOS（Electrical Over Stress）。TDS與傳統(tǒng)TVS二極管的結(jié)構(gòu)以及工作機理不同，其不再基于傳統(tǒng)的PN結(jié)作為擊穿機制與浪涌電流泄放路徑。TDS產(chǎn)品系列具有精準(zhǔn)且恒定的觸發(fā)電壓、優(yōu)異的鉗位性能、低導(dǎo)通電阻以及穩(wěn)定的溫度特性，可為系統(tǒng)提供更全面和更可靠的保護，避免系統(tǒng)的過度設(shè)計。

基于PN結(jié)的傳統(tǒng)TVS二極管具有固定的動態(tài)導(dǎo)通電阻(R_DYN)（圖1），TVS二極管的鉗位電壓V_C=V_BR+I_PP*R_DYN。由于動態(tài)電阻(R_DYN)是一個固定值，因此鉗位電壓隨著I_PP的增加而增加，最終導(dǎo)致鉗位電壓在峰值脈沖電流范圍內(nèi)線性增加。

TDS使用浪涌額定場效應(yīng)晶體管作為主要保護元件。TDS的工作原理類似于由精密觸發(fā)電路激活的電壓控制開關(guān)（圖2）。在EOS事件期間，瞬態(tài)電壓攀升至精密觸發(fā)器所設(shè)定的擊穿電壓（V_BR）閾值時，觸發(fā)電路立即啟動，開啟內(nèi)置的泄流場效應(yīng)晶體管，有效的將瞬態(tài)高壓與大電流安全轉(zhuǎn)移至地。

圖1 傳統(tǒng)TVS二極管的等效電路模型	圖2 TDS的框圖

TDS內(nèi)置浪涌額定場效應(yīng)晶體管的R_DYN非常小，因此TDS的鉗位電壓與擊穿電壓近似相等，并且TDS的鉗位電壓在額定峰值脈沖電流范圍內(nèi)基本保持恒定，如圖3所示。TDS相比于TVS器件具備更加平緩的鉗位能力和低的鉗位電壓，其有效防止后端芯片被損壞，提高系統(tǒng)可靠性。

圖3 傳統(tǒng)TVS二極管與TDS的鉗位電壓對比

? ? ? 靜芯公司推出的系列TDS芯片具有接近理想狀況的ESD和EOS保護特性，可以廣泛應(yīng)用于USB/雷電接口、工業(yè)機器人、IO-Link接口、工業(yè)傳感器、IIoT設(shè)備、可編程邏輯控制器(PLC)和以太網(wǎng)供電(PoE)等領(lǐng)域，可為系統(tǒng)提供更全面以及更可靠的保護。目前公司推出來ESTVS2200DRVR、ESTDS2211P、ESTVS3300DRVR、ESTDS3311P等型號，歡迎客戶前來咨詢選購。