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新手要了解ESD二極管原理特點(diǎn)并知道如何選型

ESD二極管是一種為電壓鉗位型工作方式，并且具有納秒級響應(yīng)速度的靜電防護(hù)器件。ESD二極管原理是當(dāng)兩端的電壓超過它的工作電壓時，它會迅速工作導(dǎo)通，通過PN結(jié)反向過壓雪崩擊穿將靜電能量泄放到地，從而達(dá)到保護(hù)后級電路的目的。

esd二極管

通過ESD二極管原理分析硅基半導(dǎo)材料的特點(diǎn)：

1.優(yōu)點(diǎn)：響應(yīng)時間短，漏電流小，鉗位電壓低，動作精準(zhǔn)，無續(xù)流，體積可以做到0201封裝。

2.缺點(diǎn)：因為功率問題，它的結(jié)電容可能會較大，所以，如果在高速信號線上使用選型時，要注意選擇結(jié)電容低的器件。

通過ESD二極管原理進(jìn)行器件選型：

a.鉗位電壓不能大于被保護(hù)電路的安全電壓，不然保護(hù)功能就會失效；

b.器件工作電壓不能低于電路的工作電壓，正常情況選擇稍微高一點(diǎn)，不然會使器件提前啟動。

c.對于信號數(shù)據(jù)線的防護(hù)，必須選擇結(jié)電容適合的器件，一般USB 2.0選擇3PF以下的，常用0.5PF左右（ASIM型號ESD5D005TA）。不然影響線路正常工作。

d.封裝和極性選擇，經(jīng)過多年的使用經(jīng)驗，一般選擇雙極性的比較好，多線路的用陣列型封裝的。

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二極管的工作原理

晶體二極管為一個由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體形成的pn結(jié)，在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層，并建有自建電場。當(dāng)不存在外加電壓時，由于pn結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。當(dāng)外界有正向電壓偏置時，外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴(kuò)散電流增加引起了正向電流。

當(dāng)外界有反向電壓偏置時，外界電場和自建電場進(jìn)一步加強(qiáng)，形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無關(guān)的反向飽和電流I0。當(dāng)外加的反向電壓高到一定程度時，pn結(jié)空間電荷層中的電場強(qiáng)度達(dá)到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過程，產(chǎn)生大量電子空穴對，產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流，稱為二極管的擊穿現(xiàn)象。pn結(jié)的反向擊穿有齊納擊穿和雪崩擊穿之分。

TVS和普通穩(wěn)壓二極管的區(qū)別

TVS和齊納穩(wěn)壓管都能用作穩(wěn)壓，但是齊納擊穿電流更小，大于10V的穩(wěn)壓只有1mA，相對來說要比齊納二極管擊穿電流要大不少，但是齊納二極管穩(wěn)壓精度可以做的比較高。

TVS：

是一種二極管形式的高效能保護(hù)器件;TVS也是中國南方的英文呼號;TVS還是英文Transvaginal Ultrasonography (超聲檢查)的縮寫，常見于超聲檢查報告單。

TVS是一種二極管形式的高效能保護(hù)器件。當(dāng)TVS二極管的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時，它能以10的負(fù)12次方秒量級的速度，將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩?，吸收高達(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率，使兩極間的電壓箝位于一個預(yù)定值，有效地保護(hù)電子線路中的精密元器件，免受各種浪涌脈沖的損壞。由于它具有響應(yīng)速度快、瞬態(tài)功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差小、箝位電壓較易控制、無損壞極限、體積小等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于計算機(jī)系統(tǒng)、通訊設(shè)備、交/直流電源、汽車、電子鎮(zhèn)流器、家用電器、儀器儀表(電度表)，RS232/422/423/485、I/O、LAN、ISDN、ADSL、USB、MP3、PDAS、GPS、 CDMA、GSM、數(shù)字照相機(jī)的保護(hù)、共模/差模保護(hù)、RF耦合/IC驅(qū)動接收保護(hù)、電機(jī)電磁波干擾抑制、聲頻/視頻輸入、傳感器/變速器、工控回路、繼電器、接觸器噪音的抑制等各個領(lǐng)域。

穩(wěn)壓二極管：

英文名稱Zener diode，又叫齊納二極管。利用pn結(jié)反向擊穿狀態(tài)，其電流可在很大范圍內(nèi)變化而電壓基本不變的現(xiàn)象，制成的起穩(wěn)壓作用的二極管。[1] 此二極管是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導(dǎo)體器件.在這臨界擊穿點(diǎn)上，反向電阻降低到一個很小的數(shù)值，在這個低阻區(qū)中電流增加而電壓則保持恒定，穩(wěn)壓二極管是根據(jù)擊穿電壓來分檔的，因為這種特性，穩(wěn)壓管主要被作為穩(wěn)壓器或電壓基準(zhǔn)元件使用。穩(wěn)壓二極管可以串聯(lián)起來以便在較高的電壓上使用，通過串聯(lián)就可獲得更高的穩(wěn)定電壓。