电子产品轻薄化的发展趋势使其对
ESD防护要求越来越高,
MLV渐渐有些力不从心,TVS二极管则开始崭露头角。TVS通常并联于被保护电路,当瞬态电压超过电路的正常工作电压时,二极管发生雪崩,为瞬态电流提供通路,使内部电路免遭超额电压的击穿或超额电流的过热烧毁。当瞬时脉冲结束以后,TVS二极管自动回复高阻状态,整个回路进入正常电压。由于TVS二极管的结面积较大,使得它具有泄放瞬态大电流的优点,具有理想的保护作用。 改进后的TVS二极管还具有适应低压电路(<5 V)的特点,且封装集成度高,适用于在印制电路板面积紧张的情况下使用。

图6 TVS二极管结构与特征电流
与MLV相比,不难看出TVS有如下优势:
体积:MLV的性能完全由其内部材质决定,因此很难在减小尺寸的同时保持或提高性能,封装尺寸从0402到1206。而TVS采用硅芯片技术,可以得到比MLV更小的元件封装尺寸(如图7所示)。

图7 TVS元件与0402封装可变电阻尺寸比较,蓝色为建议焊接面积 (资料来源:安森美半导体)
性能:TVS有更低的箝制电压、更低的漏电以及更快的响应速度(如图8所示)

图8 TVS有着更低的钳制电压
寿命:由于工作原理不同,TVS与MLV的寿命也不尽相同。安森美半导体亚太区市场营销副总裁麦满权做了一个形象的比喻:“TVS的原理就好像太极,把接收到的能量快速的转移到接地端,所以它的寿命几乎就是无限的。而可变电阻就好像一个人在不停的挨打,它把能量都由自己来承受吸收,因此,寿命是有限的,而且随使用时间的增加,性能会慢慢下降。”
结语
ESD是一个“看似很小的大问题”,一个产品ESD防护的好坏直接影响到该产品的良品率及寿命。科研人员对ESD防护的研究从未停止过,相信在不久的未来,会有更好的材料、更新的技术来帮助我们应对ESD所带来的困扰。