Многослойные керамические варисторы серии CN фирмы S+M как к
В. Воробьев, Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
Многослойные керамические варисторы серии CN фирмы S+M как компоненты защиты от статического электричества и фильтрации ЭМ помех На теле человека, типичная емкость которого 150 пФ, может накопиться заряд до 3 мкКл. В соответствии с формулой U = Q/C, напряжение разряда может составить до 30 кВ, но обычно это 0,55,0 кВ. Большинство микроэлектронных изделий выходят из строя при воздействии импульса 2500 В. В то же время, человек может даже не почувствовать статический разряд от напряжения менее 3500 В. Энергию разряда можно рассчитать по формуле W = 1/2xCU2 [1].
Рис. 1. Схема ESD-генератора
Стандарт Европейского экономического сообщества IEC1000-4-2 описывает требования устойчивости и методы испытаний для электронного оборудования, подвергнутого разряду статического электричества (ESD). Схема испытательного генератора представлена на рис. 1. Ток во время разряда статического электричества достигает 45 А за время, меньшее 1 нс (рис. 2). Вторичным эффектом является образование высокого электрического и магнитного поля.
Рис. 2. Форма разрядного тока при ESD
Наиболее общий метод ESD-защиты (рис. 3) основывается на создании отводящего канала разрядного тока при превышении максимально допустимого напряжения и экранировании прибора от электромагнитных полей, создаваемых ESD.
Рис. 3. Защита от ESD
В качестве токоотводящих элементов ESD-защиты могут использоваться импульсные стабилитроны, TVS- (Transient Voltage Suppression) диоды и металло-оксидные многослойные SMD-варисторы фирмы "S+M".
Более десяти лет многослойные варисторы (MLV multilayer varistors) ряда SIOV®-CN фирмы "S+M" успешно используются в широком спектре приложений в качестве компонентов подавления перенапряжений. Они стали наиболее популярным компонентами защиты от разряда статического электричества (ESD) в следующих областях:
производство сотовых телефонов и аксессуаров к ним;
автомобилестроение (подушки безопасности, бесконтактные ключи, авторадиосистемы, системы ABS);
порты настольных компьютеров и ноутбуков;
видеомагнитофоны, телевизионные установки, спутниковые приемники, настольные компьютерные системы;
индустриальное и торговое терминальное оборудование.
Например, в области производства сотовых телефонов многослойные варисторы можно считать уже стандартом в защите от ESD. Здесь CN-варисторы могут надежно защищать от разряда статического электричества следующие изделия:
клавиатуры;
разъемы для подключения факса и модема;
соединители портативных батарейных источников питания;
зарядные устройства;
входы чувствительных интегральных схем и входы/выходы микропроцессоров.
Малое время срабатывания, высокая надежность, отличные пиковые электрические характеристики в широком диапазоне рабочей температуры при малых размерах ставят многослойные варисторы на первое место при выборе элементов защиты от ESD.
Кроме того, "S+M" предлагает типы варисторов, специально разработанные для защиты линий телесвязи и автомобильных систем. Дополнительно, "S+M" разработала варисторы с определенными уровнями емкостей, которые могут использоваться как для ESD-защиты, так и для обеспечения стандартов Электромагнитной Совместимости (ЭМС).
Рис. 4. Благодаря многослойной структуре, CN-варисторы имеют время срабатывания менее 500 пс
Требуемое для ESD-защиты время срабатывания меньше 1 нс достигается, с одной стороны, за счет используемой для изготовления варисторов керамики. С другой стороны, индуктивность выводов дисковых варисторов увеличивает это значение до нескольких наносекунд. Благодаря многослойной структуре варисторов SIOV-CN и их SMD-исполнению, достигается время срабатывания менее 500 пс. В то же время, необходимо минимизировать индуктивности проводников при расположении SIOV-CN-варистора на печатной плате.
Рис. 5. Сравнение варисторов SIOV-CN и TVS-диодов
Таблица. Сравнение характеристик SIOV-CN-варисторов и TVS-диодов
Напряжение фиксации
11 В при токе 1мА
22 В при токе 1 мА
Тип
CN1206M6G варистор
400 Вт TVS
CN1206K14G варистор
400 Вт TVS
Размер, мм
3,4 х 1,75
5,59 х 3,93
3,4 х 1,75
5,59 х 3,93
Площадь, мм2
5,95
21,97
5,95
21,97
Напряжение фиксации, В
25 (1А)
21,7 (106 А)
38 (1 А)
39,3 (59 А)
Пиковый ток*, А
25°C
60°C
125°C
200
200
200
106
90
70
200
200
200
59
50
39
Температура уменьшения пикового тока, °С
>125
>25
>125
>25
Поглощаемая энергия, Дж
0,4 Дж 2 мс
0,4 Дж 10/1000 мкс
0,5 Дж 2 мс
0,4 Дж 10/1000 мкс
Пиковая мошность, Вт
11 000
2 000
16 000
2 000
Емкость, пФ
800
1 550
700
800
Приводимые на рис. 5 и в таблице сравнительные характеристики показывают отличительные черты варисторов серии CN по сравнению с TVS-диодами.
TVS-диоды
Преимущества:
Наличие малых напряжений фиксации.
Недостатки:
Предельные характеристики ухудшаются при температуре > 25°C.
Больший размер (корпуса SOD, SOT).
SIOV многослойные варисторы серии CN
Преимущества:
Двунаправленная ВАХ.
Большой пиковый ток.
Предельные характеристики не зависят от температуры до 125C.
Большая пиковая мощность рассеивания.
Требуется меньшая площадь по сравнению с TVS-диодами.
Заказная емкость для различных приложений (сотовые телефоны, линии передачи данных и т. д.).
Недостатки:
Более высокое напряжение фиксации.
Литература
Motorola: TVS/Zener Device Data, 1/98. Chapter 10 "Transient Voltage Suppression".
Siemens Matsushita Components. CD "Data Library Book 1999".
"ПЛАТАН КОМПОНЕНТС" Москва
Тел./факс (095) 417-5245, 417-8645
Рекомендуемый контент
Радиолюбителю