便攜式設(shè)備的ESD靜電保護(hù)十分重要，而是一種十分有效的保護(hù)器件，與其它器件相比有其獨(dú)特的優(yōu)勢，但在應(yīng)用時(shí)應(yīng)當(dāng)針對不同的保護(hù)對象來選用器件，因?yàn)椴煌亩丝诳赡苁艿降撵o電沖擊有所不同，不同器件要求的保護(hù)程度也有不同。要注意相應(yīng)的參數(shù)鑒別以及各個(gè)生產(chǎn)商的不同設(shè)計(jì)，同時(shí)還要進(jìn)行合理的PCB 布局。優(yōu)恩半導(dǎo)體介紹在便攜式設(shè)備的ESD靜電保護(hù)中如何應(yīng)用TVS管器件。

便攜式設(shè)備如筆記本電腦、手機(jī)、PDA、MP3播放器等，由于頻繁與人體接觸極易受到靜電放電(ESD)的沖擊，如果沒有選擇合適的保護(hù)器件，可能會造成機(jī)器性能不穩(wěn)定，或者損壞。更壞的情況是查不出確切的原因，使用戶誤認(rèn)為是產(chǎn)品質(zhì)量問題而損壞企業(yè)信譽(yù)。

一般情況下，對此類設(shè)備暴露在外面可能與人體接觸的端口都要求進(jìn)行防靜電保護(hù)，如鍵盤、電源接口、數(shù)據(jù)口、I/O 口等等。現(xiàn)在比較通用的ESD 標(biāo)準(zhǔn)是IEC61000-4-2，應(yīng)用人體靜電模式，測試電壓的范圍為2kV~15kV(空氣放電)，峰值電流最高為20A/ns，整個(gè)脈沖持續(xù)時(shí)間不超過60ns。在這樣的脈沖下所產(chǎn)生的能量總共不超過幾百個(gè)微焦?fàn)?，但卻足以損壞敏感元器件。

便攜式設(shè)備所采用的IC 器件大多是高集成度、小體積產(chǎn)品，精密的加工工藝使硅晶氧化層非常薄，因而更易擊穿，有的在20V 左右就會受到損傷。傳統(tǒng)的保護(hù)方法已不再普遍適用，有的甚至還會造成對設(shè)備性能的干擾。

TVS管的特點(diǎn):

可用于便攜式設(shè)備的ESD保護(hù)器件有很多，例如設(shè)計(jì)人員可用分立器件搭建保護(hù)回路，但由于便攜設(shè)備對于空間的限定以及避免回路自感，這種方法已逐漸被更加集成化的器件所替代。多層金屬氧化物器件、陶瓷電容還有二極管都可以有效地進(jìn)行防護(hù)，它們的特性及表現(xiàn)各有不同，TVS管在此類應(yīng)用中的獨(dú)特表現(xiàn)為其贏得了越來越大的市場。

TVS管最顯著的特點(diǎn)一是反應(yīng)迅速，使瞬時(shí)脈沖在沒有對線路或器件造成損傷之前就被有效地遏制，二是截止電壓比較低，更適用于電池供電的低電壓回路環(huán)境。另外對TVS管設(shè)計(jì)的改進(jìn)使其具有更低的漏電流和結(jié)電容，因而在處理高速率傳導(dǎo)回路的靜電沖擊時(shí)有更理想的性能表現(xiàn)。

TVS管的優(yōu)勢:

TVS管與齊納二極管:與傳統(tǒng)的齊納二極管相比，TVS管P/N 結(jié)面積更大，這一結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)使TVS具有更強(qiáng)的高壓承受能力，同時(shí)也降低了電壓截止率，因而對于保護(hù)手持設(shè)備低工作電壓回路的安全具有更好效果。

TVS管與陶瓷電容:很多設(shè)計(jì)人員愿意采用表面貼裝的陶瓷電容作ESD 保護(hù)，不但便宜而且設(shè)計(jì)簡便，但這類器件對高壓的承受力卻比較弱。5kV 的沖擊會造成約10%陶瓷電容失效，到10kV 時(shí)，損壞率達(dá)到60%，而TVS管可以承受15kV 電壓。在手持設(shè)備的使用過程中，由于與人體頻繁接觸，各個(gè)端口必須至少能夠承受8kV 接觸沖擊(IEC61000-4-2 標(biāo)準(zhǔn))，可見使用TVS管可以有效保證最終產(chǎn)品的合格率。

TVS管與MLV:多層金屬氧化物結(jié)構(gòu)器件(MLV)也可以進(jìn)行有效的瞬時(shí)高壓沖擊抑制，此類器件具有非線性電壓-電流(阻抗表現(xiàn))關(guān)系，截止電壓可達(dá)最初中止電壓的2~3 倍，這種特性適合用于對電壓不太敏感的線路和器件的保護(hù)，如電源回路。而TVS管具有更好的電壓截止因子，同時(shí)還具有較低的電容，這一點(diǎn)對于手持設(shè)備的高頻端口非常重要，因?yàn)檫^高的電容會影響數(shù)據(jù)傳輸，造成失真或是降級。

TVS管的各種表面封裝均適合流水線裝配的要求，而且芯片結(jié)構(gòu)便于集成其它的功能，如EMI 和RFI過濾保護(hù)等，可有效降低器件成本，優(yōu)化整體設(shè)計(jì)。

另一個(gè)不能忽略的特點(diǎn)是二極管可以很方便地與其它器件集成在一個(gè)芯片上，現(xiàn)有很多將EMI 過濾和RFI 防護(hù)等功能與TVS 集成在一起的器件，不但減少設(shè)計(jì)所采用的器件數(shù)目降低成本，而且也避免PCB板上布線時(shí)易誘發(fā)的伴生自感。