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TI新一u9彩票代ESD保护器件的特点及应用实例分析

 成功案例     |      2021-09-16 00:58

  因为其不绝省略的处罚节点,数字和模仿IC越来越容易受到静电放电 (ESD) 的损坏,因而为了保障充沛的编制级ESD庇护,离散式ESD庇护。跟着新型二极管本领的呈现,现正在却不再必要。本文将向您先容过去为什么必要VCC贯串,并注明现正在却不应用它的少少情由。

  ESD是两个差别电势的物体接触时呈现的静电开释形象。比如,正在气候干燥的冬天,正在把印刷电途板PCB) 封装到填充有泡沫的箱子里时,最高可发作20 kV 的ESD 。为了确保电子终端兴办不受通常ESD 形象的损害,凡是央求应用离散式二极管,其具有比模范2kV人体模子 (HBM) 更保守的ESD额定值。离散二极管的ESD额定值直接与二极管的p-n结点面积成比例相合;可是,结点越大,寄生电容就越大。为了不影响二极管的ESD额定值,增添一个VCC贯串是一种IC打算办法,它可能有用下降二极管的寄生电容,但有也许会损坏贯串至VCC的全部其他器件。然而,工艺本领的最新发达,让二极管打算职员不再必要VCC贯串,并同时可能保障低电容和高ESD额定值。

  二极管是最为基础的半导体器件。它由一个p型和一个n型结点构成,具有两个端头:一个p型端的阳极和一个n型端的阴极(请参睹图1)。当从阴极向阴极(反向偏置)施加一个足够大的电压时,二极管进入其击穿区域。外面上讲,电阻为零时,它可能传导无尽数目的电流。应用另一个偏向(正向偏置)施加电压,会使二极管进入其正指导电区域。图2显示了一个基础二极管的IV弧线,它的阴极接地,电压穿过阴极。假使针对差别操纵有很众差别类型的二极贯串管,但这里要辩论的是ESD庇护操纵的超疾速反映二极管。这些二极管可能很是疾速地对高ESD电压做出反映,并通过分流ESD电流至接地,正在几纳秒年光内便可把数千伏电压下降至仅仅数十伏。

  影响二极管寄生电容的要素有两个:结电容(因为过渡层内的电荷改观)和扩散电容(因为中性区域内的过剩载流子)。正在反向偏置区域由结电容主导,其为ESD二极管的寻常操纵区。二极管的结电容刻画如下:

  A为结面积。εSi为硅的介电常数。q为一个库仑电荷。NA为受主掺杂浓度。ND为施主掺杂浓度。φ0为结点的内修电压。VA为正在结点上施加的偏置电压。

  正在操纵级,VA越高,结电容越低(请参睹图3)。这是由于,以前的二极管本领央求一个VCC偏置来稳压VA,-从而下降寄生电容。应用VCC贯串还让编制工程师可能正在VCC节点增添一个大电容(请参睹图4),它起到一个电荷库的效率,主意是罗致少少过众的ESD能量,从而慢慢增补ESD庇护。

  为了打算出一种高ESD额定值、低电容的二极管构造,凡是应用三二级管办法(参睹图5和6),情由有三个:

  两个更小的“荫藏式”二极管与一个更大的齐纳二极管串联。因为其串行构造,荫藏式二极管的电容更小,可有用荫藏齐纳二极管的大电容。正在正ESD电击时刻,荫藏式二极管1进入其正指导电区域。齐纳二极管进入其反向击穿区域,从而酿成一条通途,让ESD 电流被分流至接地,而不会进入受庇护器件内部。大齐纳二极管的大尺寸,让其可能正在击穿区域担当大电流。正在负ESD电击时刻,荫藏式二极管2进入其正指导电区域,把ESD 能量直接辅导至接地。正在上面任何一种电击事项中,u9彩票荫藏式二极管都可处罚洪量的ESD 电流,由于它们绝对不会击穿,只会进入正指导电区域。

  过去几年,二极管缔制本领博得了强壮的提高,竣工了更低的结电容,而且没有弃世高ESD额定值。这些提高征求:

  这些提高意味着,正在下降结电容来接济高速接口时-不再必要应用VCC贯串。不应用VCC贯串,给编制工程师带来如下三方面的好处:

  正在正ESD电击时刻,VCC 沿着ESD电流的放电途径,而且它的电压水准为I/O 处箝位电压以下一个VF(~0.5到0.7 V)。假使因为分流电容的应用,正在面临ESD时电源仍旧很是保守,但这种升高的电压水准很是也许会损坏由VCC 驱动的器件(图8)。情状相似,倘使VCC不贯串至ESD二极管,则无需顾虑。

  德州仪器公司(TI)的ESD二极监工艺斥地重心巩固合座p-n构造,以便让其可能担当更大的ESD 电压。因为TI的新一代ESD 庇护二极管具有高达30 kV的额定值,因而应用一个附加电容仅可降低少许总ESD额定值。应用一个便会到达“收益递减”点。不应用电容,可省略原料数目清单,减省本钱,并为其他紧张器件留出更众的PCB空间。

  TI的TPD2E2U06 ESD庇护器件便是二极管本领提高的一个紧张例子。与它的长辈差别,TPD2E001 不央求VCC 贯串,但保留无别的电容,电压更低,而且ESD额定值增补了两倍。(参睹外1)其他TI的肖似ESD庇护器件还征求TPD4E1U06、TPD4E1U06和TPD4E05U06。

  不央求VCC 贯串的ESD 庇护二极管带来了很众好处。VCC引脚不必要电容来增补ESD额定值。它省略了组件-数目,简化了组织,而且下降了组织本钱。不应用VCC 贯串,还保障了没有泄电流进入到电源中,同时不会对本应通过VCC贯串至电源的内部节点形成ESD损坏。

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  M是2相单极驱动无刷电机驱动器,具有广泛的可用电压规模和起码的所需外部元件。它们还接济酿成电机锁定庇护和主动复原电途。 特色 输出庇护具有可变击穿电压的齐纳二极管:当Z1和Z2引脚时开途:VOLM = 57V 当Z1和Z2引脚短途时:VOLM = 32V 外部齐纳二极管可能贯串正在 通过更调外部电阻可能接济12V和24V电源。 霍尔元件可能直接贯串。 内置挽回检测功用,驱动时输出低电平放手时。 内置电机锁庇护和主动复原功用 热合机功用。 电途图、引脚图和封装图...

  T是一款PWM恒流操纵步进电机驱动器,具有低功耗,低热量和高功用的特质。该器件合用于2节电池操纵。其电源电压规模为4 V至16 V,待机形式电流泯灭险些为零。因为内置电途可操纵电流,因而有助于下降本钱和PCB尺寸。它还可能通过几个内置庇护功用为操纵标准的安静打算做出功绩。 特色 上风 内置短途庇护电途 短暂庇护 包蕴相当情状告诫输出引脚 安静打算 上下再生二极管 安静打算 热合断电途 热庇护 两个PWM恒流操纵H桥驱动器电途 操纵步进电机至1-2相鞭策 参考电压输出:1.0V 操纵 终端产物 步进/布鲁赫直流电机 估量机和外围兴办 工业 消费者 打印机 平板扫描仪 文档扫描仪 PoE发卖点终端 POS终端 热敏打印机 空调 电途图、引脚图和封装图...

  0621是一款带有职位操纵器和操纵诊断接口的单片微步进电机驱动器。它可能构修与LIN主机长途贯串的专用机电一体化处理计划。芯片通过总线摄取定位指令,然后将电机线圈驱动到所需职位。片上职位操纵器可装备(OTP或RAM)差别的电机类型,定位规模和速率,加快率和减速率参数。 AMIS-30621充任LIN总线上的从机,主机可能从每个独立的从节点获取特定的状况讯息,如实践职位,过失象征等。该芯片采用I2T100本领竣工,可同时竣工高压统一芯片上的模仿电途和数字功用。 AMIS-30621全部兼容汽车电压央求。 特色 主动采取疾速和慢速衰减形式。 无需外部反激二极管。 可装备的速率和加快率。 现场可编程节点所在。 动态分派标识符。 物理层和数据链途层(相符LIN rev.1.3)。 LIN总线短途庇护供应和地面。 高温告诫和治理。 落空LIN安静操作。 Micro - 步进本领。 峰值电流高达800 mA。 固定频率PWM电流操纵。 疾速主动采取慢速衰减形式。 无需外部反激二极管。 相符14 V汽车编制。 这是一个无铅兴办。 操纵 汽车操纵,...

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  1由一个降压开合稳压器(SMPS)和一个SMPS输出欠压监控器和CPU看门狗电途构成。其余,还供给两个固定电压低压差稳压器输出,并共享LDO输出电压状况输出。一朝使能,稳压器操作将陆续,直到看门狗信号不再存正在。 NCV8881合用于务必担当40 V负载突降的汽车电池贯串操纵。开合稳压器可能将典范的9 V至19 V汽车输入电压规模转换为3.3 V至8 V的输出,并具有恒定的开合频率,可能通过电阻编程或与外部时钟信号同步。使能输入阈值和迟滞是可编程的,使能输入状况正在开漏焚烧缓冲器输起因复制。稳压器受限流,输入过压和过温合断以及SMPS短途合断庇护。 特色 1.5 A开合稳压器(内部电源开合) 100 mA,5 V LDO输出 40 mA,8.5 V LDO输出 作事规模5 V至19 V 可编程SMPS频率 SMPS可能同步到外部时钟 可编程SMPS输出电压低至0.8 V ±2%参考电压容差 内部SMPS软启动 电压形式SMPS操纵 SMPS逐周期电流束缚和短途庇护 内部自举二极管 逻辑电平使能输入 使能外部电阻分压器可编程输入迟滞 启用输入状况正在绽放...

  微集成器件供给单组件处理计划,可能正在不必要续流二极管的情状下切换感想负载,如继电器,螺线管和小型直流电机。它继承逻辑电平输入,因而应允它由各样兴办驱动,征求逻辑门,逆变器和微操纵器。 特色 正在DC之间供给健壮的接口继电器线 V时驱动额定电流高达150 mA的继电器线 V 以更低的本钱庖代3或4个离散组件 内部齐纳二极管袪除了对自正在二极管的需求 相符装载转储和其他汽车规格 操纵 终端产物 驱动器窗口,门闩,门和天线继电器 汽车 工业兴办 电途图、引脚图和封装图...

  备用于切换感想负载,如继电器,螺线管白炽灯和小型直流电机,无需应用空转二极管。该器件集成了全部必定的产物,如MOSFET开合,ESD庇护和齐纳钳位。它继承逻辑电平输入,因而应允它由各样兴办驱动,征求逻辑门,反相器和微操纵器。 特色 正在DC之间供给健壮的驱动标准接口继电器线圈和敏锐逻辑电途 优化开合继电器从3.0 V到5.0 V电压轨 可能驱动额定功率高达2.5 W,5.0 V 的继电器线圈 内部齐纳二极管袪除了对续流二极管的需求 内部齐纳钳位途由惹起的电流接地以竣工更和缓的编制操作 低VDS(on)下降编制电流排水 操纵 电信:线途卡,调制解调器,答录机和传真 估量机和办公室:复印机,打印机和台式电脑 消费者:电视和录像机,立体声摄取器,CD播放器,盒式灌音机 工业:小家电,安静编制,主动测试兴办,车库门开启器 汽车:5.0V驱动继电器,电机操纵,电源锁和灯驱动器 电途图、引脚图和封装图...

  微集成器件供给单组件处理计划,可能正在不必要续流二极管的情状下切换感想负载,如继电器,螺线管和小型直流电机。它继承逻辑电平输入,因而应允它由各样兴办驱动,征求逻辑门,逆变器和微操纵器。 特色 正在DC之间供给健壮的接口继电器线伏特下驱动额定电流高达150 mA的继电器线个离散组件 内部齐纳二极管袪除了对自正在二极管的需求 知足负载转储和其他汽车规格 操纵 终端产物 驱动窗口,门闩,门,天线继电器 汽车 工业兴办 电途图、引脚图和封装图...

  MC79L 线负线性稳压器是一款价钱低廉,易于应用的器件,合用于必要高达100 mA电流的繁众操纵。与功率更高的MC7900系列负调度器相似,该线性稳压用具有热合断和电流束缚功用,使其很是巩固耐用。正在民众半操纵中,无需外部元件即可运转。 MC79L00线性稳压器合用于卡上调度或必要适度电流水准的稳压负电压的任何其他操纵。与常睹的电阻/齐纳二极管办法比拟,该稳压用具有鲜明的上风。 规格: MC79L00AB MC79L00AC 容差 4% 4% 温度规模 -40°C到+ 125°C 0°C至+ 125°C 封装 SOIC-8,TO-92 SOIC-8,TO-92 特色 无需外部组件 内部短途电流束缚 内部热过载庇护 低本钱 供给的互补正稳压器(MC78L00系列) 无铅封装是Av ailable 电途图、引脚图和封装图...

  MC78L 线A系列线性稳压器是价钱低廉,易于应用的器件,合用于必要高达100 mA稳压电源的繁众操纵。与其更高功率的MC7800和MC78M00系列同类产物相似,这些稳压用具有内部限流和热合断功用,使其很是巩固耐用。正在很众操纵中,MC78L00兴办无需外部组件。u9彩票与守旧的齐纳二极管 - 电阻器组合比拟,这些线性稳压用具有显着的本能上风,由于输出阻抗和静态电流显着下降。 规格: MC78L00AB MC78L00AC 容差 4% 4% 温度规模 -40°C至+ 125°C 0°C至+ 125°C 封装 SOIC-8,TO-92 SOIC-8,TO-92,SOT -89 特色 普及的可用固定输出电压 低本钱 内部短途电流束缚 内部热过载庇护 无需外部组件 互补供给负调度器(MC79L00系列) 无铅封装是Av ailable 电途图、引脚图和封装图...

  8是一款低功耗升压稳压器,旨正在通过单节锂离子或锂离子电池供给安静的3.3 V输出。输出电压选项固定为3.3 V,正在VIN = 2.3 V时保障最大负载电流为200 mA,正在VIN = 3.3 V时保障300 mA。合断形式下的输入电流小于1μA,从而最大限定地拉长电池寿命。 PFM操作是主动的而且“无毛病”。该稳压器可正在低负载时保留低至37μA静态电流的输出调度。内置功率晶体管,同步整流和低电源电流的组合使FAN4868成为电池供电操纵的理念采取.FAN4868可正在6-凸点0.4 mm间距晶圆级芯片尺寸封装(WLCSP)。 特色 应用少量外部元件作事:1μH电感和0402外壳尺寸输入和输出电容 输入电压规模为2.3 V至3.2 V 固定3.3 V输出电压选项 最大负载电流

  150 mA,VIN = 2.3 V 最大负载电流300 mA,VIN = 2.7 V,VOUT = 3.3 V 低作事静态电流 True Load Disc合机时刻的贯串 具有轻载省电形式的可变导通年光脉冲频率调制(PFM) 内部同步整流器(无需外部二极管) 热合断和过载庇护 6-Bump WLCSP,0.4 mm间距 操纵 终端产物 为3.3 V重点导轨供电 PDA...

  155将MOSFET驱动器,高端MOSFET和低端MOSFET集成正在一个封装中。驱动器和MOSFET已针对高电流DC-DC降压功率转换操纵实行了优化。与分立元件处理计划比拟,NCP302155集成处理计划大大下降了封装寄生效应和电途板空间。 特色 均匀电流高达55A 可能以高达2 MHz的频率切换 兼容3.3 V或5 V PWM输入 接济Intel®PowerState 4 应用3级PWM的零交叉检测选项 内部自举二极管 热告诫输出和热合机 操纵 终端产物 台式机和条记本微处罚器 效劳器和作事站,V-Core和非V核DC-DC转换器 大电流DC-DC负载点转换器 小型电压调度器模块 电源和条记本 电途图、引脚图和封装图...

  151将MOSFET驱动器,高端MOSFET和低端MOSFET集成到单个封装中。驱动器和MOSFET已针对高电流DC-DC降压功率转换操纵实行了优化。与分立元件处理计划比拟,NCP303151集成处理计划大大下降了封装寄生效应和电途板空间。 特色 可能到达50 A的均匀电流 30 V / 30 V击穿电压MOSFET具有更高的永久牢靠性 可能以高达1 MHz的频率切换 与3.3兼容V或5 V PWM输入 精确反映3级PWM输入 无误电流监测 具有3级PWM的过零检测选项 内部自举二极管 欠压锁定 接济英特尔®PowerState 4 操纵 桌面和条记本微处罚器 图形卡 途由器和相易机 接济英特尔®PowerState 4 电途图、引脚图和封装图...

  055将MOSFET驱动器,高端MOSFET和低端MOSFET集成正在一个封装中。驱动器和MOSFET已针对高电流DC-DC降压功率转换操纵实行了优化。与分立元件处理计划比拟,NCP302055集成处理计划大大省略了封装寄生效应和电途板空间。 特色 均匀电流高达50A 可能以高达2 MHz的频率切换 兼容3.3 V或5 V PWM输入 接济Intel®PowerState 4 应用3级PWM的零交叉检测选项 内部自举二极管 热告诫输出和热合机 热合机 操纵 终端产物 台式机和条记本微处罚器 效劳器和作事站,V -Core和非V-DC DC-DC转换器 大电流DC-DC负载点转换器 小型电压调度器模块 电源和条记本 电途图、引脚图和封装图...

  2是一款可调输出非同步升压操纵器,用于驱动外部N沟道MOSFET。该器件采用峰值电流形式操纵和内部斜率抵偿。该IC集成了一个内部稳压器,为栅极驱动器供给电荷。庇护功用征求内部配置软启动,欠压锁定,逐周期电流束缚,打嗝形式短途庇护和热合断。其他功用征求低静态电流睡眠形式和外部同步开合频率。 特色 上风 工场可编程 伶俐性 4.8 V至45 V操作 应用反极性庇护二极管通过起动和负载转储实行操作 -40 C至150 C操作 汽车级 双功用启用/同步引脚 紧凑SOIC8包中的出格功用 操纵 终端产物 仪外盘 引擎集群 启动/放手操纵标准 导航 LED背光 汽车操纵 电途图、引脚图和封装图...

  NCP81174 具有省电形式和PWM VID接口的众无别步降压操纵器

  74是一款通用型四无别步降压操纵器。它贯串了差分电压检测,差分相电流检测和PWM VID接口,为估量机或图形操纵器供给无误的稳压电源。它可能从处罚器摄取节电号令(PSI),并以单相二极管仿真形式作事,以得到轻载时的高功用。双边沿众相PWM调制确保疾速瞬态反映,并尽也许省略电容。 操纵 终端产物 GPU和CPU电源 显卡的电源治理 台式电脑 条记本电脑 电途图、引脚图和封装图...