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[导读]在过压防护领域,豪威集团旗下的韦尔半导体一直致力于TVS工艺特性研发,在常规DIODE工艺基础上结合触发管工艺特性设计出全新NPN高压工艺特性防护器件,新工艺TVS器件具有超低钳位电压特性,相比常规工艺TVS防护效果更优。

如今,智能手机已成为人们衣食住行中必不可少的电子设备。自2016年开始,为满足手机快充技术的需求,USB Type-C接口应运而生。得益于此类接口支持双面插入的特性,“USB永远插不准”的世界性难题得以解决,因此该类型设备接口也得到了广大用户的喜爱。伴随着各大手机厂商的激烈竞争,USB Type-C接口几乎已成为智能手机的标配。

在使用过程中,USB Type-C接口需要支持热插拔动作,因此更容易受到ESD静电放电和Surge低压浪涌过冲等EOS过电应力的伤害,而导致后端芯片永久性损坏;为满足过压防护需求及提高端口抗干扰能力,对USB Type-C端口电子电路进行EOS过电应力保护就变得尤为重要。

TVS防护示意图

目前,市场上限压型过压保护器件主要包括压敏电阻MOV、聚合物ESD、瞬态电压抑制器TVS等。其中TVS(瞬态电压抑制器)作为新型高效电路保护器件,以其卓越的嵌位功能、较低的击穿电压、较小的封装和稳定的电气特性而得到了广泛应用。在实际使用中,TVS具有反应速度快、钳位电压低的特性,能够在线路或器件受到损伤之前快速有效地遏制瞬时脉冲,在处理静电、电感性负载切换而产生的瞬变电压及热插拔所产生的过电压冲击时拥有更加理想的性能表现。在过压防护领域,豪威集团旗下的韦尔半导体一直致力于TVS工艺特性研发,在常规DIODE工艺基础上结合触发管工艺特性设计出全新NPN高压工艺特性防护器件,新工艺TVS器件具有超低钳位电压特性,相比常规工艺TVS防护效果更优;为USB Type-C端口提供防护效果更优的全方位过压保护解决方案。

目前韦尔半导体推出的ESD56161D30、ESD63091CN和ESD56371N三款电路保护器件均为NPN工艺TVS器件,主要用于USB Type-C端口电源及信号线的过压保护。其中VBUS端口防护器件ESD56161D30采用DFN 2020-3L封装技术,是一款单向TVS产品,具有低钳位电压(Vcl)和高脉冲峰值电流(IPP)的特性,可用于保护连至电源线的敏感电子元件免受ESD(静电放电)和SURGE(浪涌)引起的过电应力冲击。目前,行业内TVS保护器件一般是针对5V/9V/12V充电端口做过压防护,但随着人们对智能手机“快速充电”功能需求的日益提升,针对更高充电电压(20V)的过压保护已成为技术发展趋势。ESD56161D30不仅可满足20V高压快充过压保护,还可提供最高30V的反向关断电压,提高VBUS电源线常态直流过压能力,能够更好适配Type-C端口VBUS电源线日渐严苛的防护需求。

ESD56161D30封装及电性参数:(TYPE-C:VBUS-20V快充电源线过压防护)

DFN2020-3L

除单向TVS产品外,韦尔半导体还推出了以ESD56371N及ESD63091CN为代表的高压双向普容和低容TVS产品,ESD56371N主要对Type-C接口CC/SBU信号线做过压保护,ESD63091CN主要对Type-C接口D+D-信号线做过压保护,两款保护器件均可同时满足支持15V高耐压,高通流及8/20us波形下低钳位电压(见下图)。其中,采用DFN 1006-2L封装的ESD56371N可兼顾静电和低压浪涌综合防护性能,并可提供高达±30kV的ESD保护及承受高达22A(8/20us)的峰值脉冲电流。ESD63091CN则内置一对低容二极管,专为保护高速数据接口而设计,可保障电子元件免受EOS过电应力的损害,为敏感芯片组提供更好的保护功能。

ESD56371N封装及电性参数:(TYPE-C:CC/SBU信号线过压防护)

DWN1006-2L

ESD63091CN封装及电性参数:(TYPE-C:D+D-信号线过压防护)

DFN1006-2L

在实际应用中,TVS保护器件除可适配智能手机的Type-C接口外,还可广泛应用于便携式设备、蓝牙耳机、电脑、POS机等多种电子产品中。在产品设计过程中,技术人员需根据不同的保护对象来选用一种或几种保护器件,不仅要满足ESD/SURGE脉冲等级要求,更要将瞬态干扰电压钳位到后端芯片可承受的电压范围内,以确保线路或芯片得到足够的保护。韦尔半导体推出的NPN工艺保护器件有效地丰富了旗下瞬态电压抑制器的产品组合,这些解决方案拥有多种不同封装尺寸,并具备封装小,钳位电压低,防护能力强的优势,能够满足多种类型的电子元件或芯片对过电应力防护需求。

一直以来TVS器件都是韦尔半导体的主营产品线之一,凭借丰厚的技术积累及产品布局,韦尔半导体已打造出完善的过压保护TVS产品线,能够适应不同的应用场景。同时,其良好的钳位性能及高通流能力也为不同电子应用电路抵御瞬变干扰电压提供了强大技术支持。未来,市场对智能手机的抗干扰需求将会越来越高,韦尔半导体也将持续发力电路保护领域,不断升级创新,积极助力更高性能的电子设备迎接多重过压挑战。

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