EOS小浪涌防護(hù)系列(二) : 移動(dòng)終端的EOS (小浪涌) 該怎么防護(hù)？｜檳城電子

上一節(jié)，我們講解了EOS的成因及危害，本節(jié)我們繼續(xù)講解移動(dòng)終端的EOS防護(hù)方案。充電IC的規(guī)格書都給出了耐壓范圍，通常我們?yōu)榱朔乐笽C被EOS打壞，會(huì)在充電端口增加一顆TVS。這里給剛?cè)胄械幕锇閭兘榻B一下TVS的工作原理。以一顆單向TVS為例，通常只有一個(gè)PN結(jié)，TVS工作在反向電壓截止?fàn)顟B(tài)（正向電壓大于0.6V左右就直接導(dǎo)通短路了），簡(jiǎn)單來(lái)講當(dāng)EOS脈沖電壓超過TVS的VBR以后，EOS脈沖電壓被鉗位在一定的電壓范圍；復(fù)雜一點(diǎn)講，半導(dǎo)體中的電子在獲得外加電場(chǎng)的作用下，撞擊周圍原子激發(fā)出新的自由電子，使得更多的電子在外加電場(chǎng)作用下獲得能量，形成雪崩倍增效應(yīng)，快速泄放能量，這里不展開講，有興趣的伙伴可以來(lái)電探討。

      見下圖一，假設(shè)脈沖峰值100V以上，用一顆檳城的型號(hào)為BV-D124ZD的TVS能將電壓鉗到30V以下，用一顆檳城的型號(hào)為BV-FE05ZA的TVS能將電壓鉗到10V以下。將很高的脈沖電壓鉗位到較低的水平自然就達(dá)到了保護(hù)后端IC的目的。

      我們?cè)賮?lái)看檳城一顆單向型號(hào)為BV-FE05ZA的TVS在遭受EOS沖擊下的波形：

▲圖二：正向EOS

▲圖三：負(fù)向EOS

▲圖三：負(fù)向EOS

     上面兩顆BV-FE05ZA的P極串聯(lián)在一起就組成了一顆雙向的TVS，如下圖四，TVS無(wú)論遭受正向還是負(fù)向的EOS沖擊，電流總會(huì)流經(jīng)一個(gè)N到P的反向結(jié)，因而鉗位電壓的絕對(duì)值也是在8.9V左右。

在充電IC手冊(cè)中，相信大多數(shù)伙伴都有留意到，有幾項(xiàng)極限參數(shù)，其中有一項(xiàng)，VIN最小電壓值，一般只有-0.3V左右，如下表。

     我們贊賞這種打破砂鍋問到底的精神；首先規(guī)格書里的0.3V是指直流電壓（時(shí)間連續(xù)），另外這個(gè)問題牽涉到IC的損壞機(jī)理，我們知道IC內(nèi)部也是由PN結(jié)構(gòu)成，PN結(jié)有內(nèi)阻R，當(dāng)PN結(jié)兩端有持續(xù)的電壓U，根據(jù)電功公式  我們知道PN結(jié)有電流，會(huì)發(fā)熱，但只要不超過規(guī)格書標(biāo)明出的-0.3到30V的工作電壓范圍，一定不會(huì)壞，對(duì)吧。再返回去看圖二圖三的電壓波形，假設(shè)充電IC端遭受負(fù)向的這兩個(gè)波形（把圖二翻轉(zhuǎn)180度），顯然圖三的電壓曲線形成的面積更小，做工更小，發(fā)熱更少，IC能得到更好的保護(hù)。圖二面積很大，如果IC負(fù)向遭受這樣的波形當(dāng)然非常容易發(fā)熱燒毀。