本文以安世半导体的TVS芯片,型号:PESD2CANFD24UT-Q为例对TVS的芯片手册进行解读。
1、总述
1.1 基本描述
本芯片是一个小型SOT23、表贴的(SMD)、塑料封装的ESD防护器件;被设计用来保护车载的两条网络总线不受ESD和其他瞬变的损坏。
1.2 产品特点
- 反向关断电压 V R W M {V_{RWM}} VRWM:24V
- 钳位电压 V C L {V_{CL}} VCL(测试条件 I P P {I_{PP}} IPP=1A):33V
- ESD保护最高可达15kv(IEC 61000-4-2)、15kV(ISO 10605;C=150pF,R=330Ω)
- 低的结电容: C d {C_{d}} Cd=3.5pf
- 高的温度容限: T j {T_{j}} Tj=175℃
- 满足车规标准AEC-Q101
1.3 产品应用
主要用于车载网络中总线的ESD保护,例如CAN-FD、CAN、FlexRay、SENT。
1.4 重要参数值
需要关注每个参数值的测试条件和标准;
1.5 引脚信息
主要展示了封装和内部结构以及引脚定义
1.6 最大限值
主要是描述了最大的额定脉冲电流,温度范围以及能够承受的ESD等级;
ESD等级中两种测试条件的波形如下
2、芯片特征详述
2.1 基本参数描述
主要描述了正常工作时各参数的范围,以及测量的条件;
左图展示了双向TVS的电压电流曲线,各参数的含义都在图中标注了出来,右图展示了结电容反向电压变化的曲线,可以看到结电容在反向电压为0V时最大,随着反向电压的增大而减小;
下面两幅图展示了随着电压的增加,TVS中电流的变化情况,可以看到开始电流一直很小(并不是0),在达到钳位电压的最小值之后,电流变大,电压会有一个短暂的下降,然后电流急剧上升,电压也上升,最后电压钳位在一定的值。
下图展示了峰值脉冲功率随结温变化的情况,可以看到25℃以后,随着结温的上升,TVS管能够承受的峰值脉冲功率是下降的,在实际应用中需要考虑结温的影响。
2.2 应用信息
该芯片一般用在汽车电子产品的CAN、CAN-FD总线上,用于保护器件不受ESD和浪涌脉冲的影响,典型应用电路如下:
TVS在电路板中的布局对ESD、瞬变脉冲以及浪涌脉冲的抑制有重要的影响,最好遵循以下标准:
- 器件要尽量靠近输入端口或连接器;
- 器件和被保护总线之间的路径要尽可能短;
- 保持并行信号路径最下;
- 避免将被保护的总线和未被保护的总线并行排列;
- 保证PCB板上的电源、接地回路等回路尽可能短;
- 尽量减小瞬态回地路径的长度;
- 避免使用公用接地点的共用暂态返回路径;
- 尽量使用地平面,多层板使用地过孔;
2.3 芯片封装信息
下图展示的是芯片的外部尺寸信息;
下图为不同焊接方式下焊盘尺寸信息