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半导体过压保护器件和它的应用.doc
半导体过压保护器件和它的应用
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它造成的后果有以下几个方面。一个是造成部分或整体的损坏,第二种是干扰正常的功能,无法完成正常使用效果,最严重的可能会加速设备老化,缩短 寿命。
雷击有三个渠道,通过这三个渠道可以对我们的设备造成损害,一种是雷击在我们室外传输线附近感受雷击的话,会通过传输线进到我们的设备,如果雷 击到我们设备地线的时候,导致我们地电位的上升,导致设备的损坏,第三种还有雷在附近爆炸,通过电子脉冲的方式辐射到设备中,也会造成损坏。
雷击的浪涌电压有两个特点,一个电压会很高,电流也很大,但是它的作用时间会非常的短,这是雷电流的一种,一种是直击雷,一种耦合雷,对应雷的 电流是不一样。工业过电压就不说了,大概是这么几种情况。静电也是我们需要防护的一个很重要的方面,尤其是半导体用来做防静电效果非常好,这是核 磁脉冲。
哦对了,先自我介绍一下,大家好刘建朝,今天我是简单跟大家介绍一下半导体的保护器件,大概分这么几个方面,首先介绍一下浪涌的来源, 大概分四种,作为保护来说,研究比较多的一个是雷击,一个是静电,这个主要是军用的,遇到的情况比较少,大部分是大电流的,保护不是半导体考虑的,我们更 考虑雷击和静电。谢谢!同时感谢本次电路保护与电磁兼容研讨会的主办方 中国电子展()、电子元件技术网() 和我爱方案网()!ESD的产生根据这几 种模型大概分成以下几种。最常用的就是人体放电的模型,机器放电的模型,主电充电的模型,还有电场感应的模型。
它的危害也很大,会造成设备损坏,影响可靠性,每年造成的损失是相当可观的,机理大概分这么几部分,失效机理会造成这儿几个,第一个是二次击 穿,一个是金属层的熔化,介质击穿,气弧的放电,还有其它的击穿方式。
一些静电保护投入会有很高的回报。下面一个是它的标准,我们谈保护,大家用的最高的标准就是电工协会的标准,我们的国标跟这个基本上差不多,这 是我们已经有的ESD保护的器件,我们分成两大类,一个纯ESD保护,有一种是ESD、EMI的滤波器在一起的保护,这个纯ESD保护又分几种,一种单 路,一种阵列的,一种低电容的,种类很多,最小的大概一个毫米都不到,还有多路的,然后低电容的,低电容必威体育精装版已经做到0.5个PF,半导体的ESD保护器 件,有ESD 的保护,还有滤波器,都是半导体的保护。
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讲一下它的选型,TVS的选型可能要考虑几个方面,一个是击穿电压的选择,我们大概有这么一个准则,有单向的,有双向的。第二个是钳位电压的选 择,第三个是浪涌功率的选择,第四个是极间电容的选择,因为现在通讯越来越快,电容大家选TVS电容要注意的地方,选择不好会有很多不良的影响。
这是我们给出来的一个极间电容与工作频率的关系,你的工作频率是多少?你要选它的电容,要小到什么程度?这样让保护器件不至于对你电路造成不良 的影响。
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这是目前ESD的应用,大的市场就是手持终端,还有一大块是以太网的交换机,还有LED,还有安防系统,因为安防现在也是一大工程,现在正在建 安防城市,这一块市场也是很大,还有一个是军用接口,防静电,防电磁脉冲,这是很重要的一个领域。关于上面这个问题,更多内容可以参考电子元件技 术网的元器件知识库( /public/baike )栏目或是我爱方案网的知识堂( /knowledge )频道!这是我们给出来的一个手机,对应手机每一个接口,每一个部位我们的保护方案,再下一类就是大功率,刚才介绍的都是小功率的TVS,用在 手持终端一类的,大的功率用的范围更广,很多东西都可以用得到,我们分为两大类,一种传统的,一个是低电容的。为什么列出来这个?传统的大的TVS集成电 容非常大,600瓦在几千PF,基本上信号线上不能用,这一类我们把它做成低电容的TVS来扩展TVS的应用领域。
这是它的封装形式,小功率的封装小一点,大的功率体积会大一点。
低电容我们大概也是这样几个系列,电容大家可以看到我们600瓦可以做到20PF,传统在五千PF以上,1500W在60以上,它的应用很广 泛,所有的安防,电源系统,电表,包括军用电子设备接口,用的非常普遍。
稳压管,起到是稳定电压的作用。
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这个我们主要的特点,在小的封装体积下我们可以做到功率比较大,满足一些,尤其像手机领域的需求,我们甚至还有523做到450,500毫瓦的 封装,主要用在手机上。传统100,150。
第三大类半导体的过压保护器件,我们叫做半导体保护器件,因为国内没有一个统一的名字。所有的防雷基本上都基于这么一种原则做的,大家看到的几 乎所有都是这种方式,这是在雷击点和设备之间我们加一个传导装置,把雷击的能量给它泄放掉,我们半导体也是基于这种原理来做。
这是美国人给的一个统计数据,雷击占你设备损坏,造成设备损坏的几率大概有多少,不包括实施了防雷以后减少的。
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