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使用BUS端口保护阵列实现有源ESD保护

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  许多便携式应用需要超过8kV的ESD保护,同时将电容保持在5pF以下。Z二极管能够单独满足这一要求,但当与开关或结型二极管等低电容PN二极管相结合时,它们可同时满足该应用的以下两种要求:低电容,以及高ESD和浪涌抗扰性。

  Z二极管与小型PN二极管的这种结合提供了单向保护器件。箝位电流只能朝一个方向流动--PN二极管的正向--因为反向通道被阻塞(图1)。
    2012111204382964367253.jpg
   
  添加另一个PN二极管可打开反向通道,从而使该保护器件实现双向保护。当正向和反向的箝位电压电平不同时,这种器件具有双向及不对称的箝位行为 (BiAs)(图1)。

  在初始时,当所有三个二极管完全放电时(二极管电容为空),具有0.5V幅度的第一个信号脉冲将在正向驱动上方的PN二极管(D1),从而填充或加载Z二极管(ZD) 较大的空电容。根据脉冲的持续时间以及到下一次脉冲的中止,Z二极管的电容通过充电已经到了更高水平,因此下一次脉冲给电容的充入较少。几次脉冲后,Z二极管被完全充满,因此随后的脉冲仅检测到这两个PN二极管的电容较低。
    2012111204382967492254.jpg
   
  对某些便携式应用而言电容变化不是问题,但对于其他应用,每次脉冲时电容必须相同。对于这些应用,可将Z二极管连接到电源电压,例如 USB端口的VBUS(图1),在这里电源电压可对Z二极管进行充电,这两个PN二极管仍保持在反向模式下,从而使电容保持在最低水平。

  图2所示的二极管阵列 (VBUS054B-HS3) 可保护双

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