中心議題：

• 印刷電路板佈線指南
• 元件選擇指南

解決方案：

• 接地選擇
• 寄生電感
• 迴路區

印刷電路板佈線指南

■位置

TVS元件應該要加到印刷電路板上輸出入連接器的資料與電源連線上，盡可能將TVS元件安排在接近噪音源可以確保突波電壓在脈衝耦合到相鄰電路板走線前會先經過箝位處理，此外，電路板的TVS走線也應該要短，原因是較短的走線長度也就相當於較低的阻抗，可以確保突波能量會由TVS元件消耗而不是晶片內部的ESD保護電路。將較敏感的走線安排在印刷電路板的中央而非邊緣是處理時保護免受ESD幹擾的一個簡單方法，（圖一）提供了印刷電路板布線安排的範例。


（圖一）　TVS二極管的箝位效能可以透過將元件安排在接近輸出入連接點

，並將連接TVS的走線長度縮短而提高。
　
■接地選擇

如果可能
，保護線路應該將突波電壓並聯到參考點或者是機殼的接地上，如（圖二）所示。將突波電壓直接並聯到晶片的信號接地點會造成接地彈跳現象，在單一接地的印刷電路板上
，TVS二極管的箝位效能可以透過利用相對較短且幅度較寬的接地走線將阻抗降到最低來加以改善。


（圖二）　將TVS元件連接到機箱或電源接地點有助於避免噪音信號耦合到受保護晶片的信號接地。
　
■寄生電感

印刷電路板布局與晶片包裝的寄生電感可能會造成TVS嵌(qian)位(wei)電(dian)壓(ya)大(da)幅(fu)過(guo)載(zai)，其(qi)中(zhong)印(yin)刷(shua)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)電(dian)感(gan)可(ke)以(yi)透(tou)過(guo)使(shi)用(yong)較(jiao)短(duan)的(de)走(zou)線(xian)長(chang)度(du)或(huo)具(ju)備(bei)獨(du)立(li)接(jie)地(di)與(yu)電(dian)源(yuan)接(jie)麵(mian)的(de)多(duo)層(ceng)板(ban)來(lai)加(jia)以(yi)降(jiang)低(di)

，而(er)包(bao)裝(zhuang)所(suo)造(zao)成(cheng)的(de)電(dian)感(gan)則(ze)可(ke)以(yi)藉(ji)由(you)選(xuan)用(yong)小(xiao)型(xing)化(hua)表(biao)麵(mian)粘(zhan)著(zhe)式(shi)包(bao)裝(zhuang)來(lai)加(jia)以(yi)解(jie)決(jue)。

■迴路區

幅fu射she噪zao音yin與yu受shou射she頻pin信xin號hao影ying響xiang的de問wen題ti可ke以yi透tou過guo盡jin可ke能neng縮suo減jian由you高gao速su資zi料liao與yu接jie地di線xian所suo形xing成cheng的de迴迴路lu區qu大da小xiao來lai降jiang低di，一yi個ge解jie決jue迴迴路lu區qu最zui小xiao化hua問wen題ti的de有you效xiao方fang法fa是shi在zai印yin刷shua電dian路lu板ban設she計ji上shang加jia入ru接jie地di麵mian，特te別bie是shi在zai走zou線xian長chang度du相xiang對dui較jiao長chang時shi
，雖sui然ran將jiangTVS元件與晶片間的距離盡量加大可以提供隔離
，但卻可能增加回路區的麵積大小，請參考（圖三）。


（圖三）　資料與接地走線可能會形成意外的天線功能，提高受射頻信號影響與印刷電路板輻射噪音的可能。[page]

元件選擇指南

■突崩式TVS與二極管陣列比較

突崩式TVS二(er)極(ji)管(guan)雖(sui)然(ran)擁(yong)有(you)高(gao)突(tu)波(bo)規(gui)格(ge)，但(dan)相(xiang)對(dui)較(jiao)大(da)的(de)電(dian)容(rong)值(zhi)使(shi)得(de)這(zhe)類(lei)元(yuan)件(jian)成(cheng)為(wei)負(fu)載(zai)切(qie)換(huan)開(kai)關(guan)與(yu)直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan)彙(hui)流(liu)排(pai)保(bao)護(hu)應(ying)用(yong)的(de)較(jiao)佳(jia)選(xuan)擇(ze)，相(xiang)反(fan)地(di)，二(er)極(ji)管(guan)陣(zhen)列(lie)適(shi)當(dang)的(de)突(tu)波(bo)規(gui)格(ge)與(yu)較(jiao)小(xiao)的(de)電(dian)容(rong)值(zhi)則(ze)較(jiao)適(shi)用(yong)於(yu)高(gao)速(su)資(zi)料(liao)連(lian)接(jie)線(xian)的(de)保(bao)護(hu)
，突(tu)崩(beng)式(shi)TVS與二極管陣列通常可以交互使用，但部份電路在選擇適合採用的元件時則需要經過仔細的分析。（圖四）描述了當存在一個電流可以透過資料線流經二極管陣列路徑時所發生的向後驅動問題
，如果VDD2大於VDD1，那麼資料連接線有可能意外地提供電源給模組1，這個情況可能會造成邏輯晶片的電源啟動問題
，或是在斷電後模組1上指示燈被點亮的異常狀況。


（圖四）　突崩式TVS以及遮蔽二極管是消除可能存在於二極管陣列中向後驅動電流路徑的兩種選擇。
　
■單向與雙向突崩式TVS二極管

單向與雙向突崩式TVS二極管不同的崩潰電壓（breakdownvoltage

；VBR）可以為特定應用帶來不同的優勢，單向式元件擁有反向偏壓崩潰電壓VBR以及相等於二極管前向電壓（VF）的前向偏壓崩潰電壓
，另一方麵，雙向式元件的崩潰電壓則等於±VBR，單向式二極管的低崩潰電壓對負向突波電壓來說，通常是直流電源線與單電源供電晶片的ㄧ個優勢，相反地，雙向元件的對稱式崩潰電壓則通常能夠提供給差動式輸入或輸出放大器更好的雜訊處理效能，請參考（圖五）。


（圖五）　雙向式元件可以將噪音信號嵌位到0V的平均電壓，降低音頻放大器中的交流哼聲與直流雜音。
　
■外部與內部晶片保護電路的比較

理想的外加TVS元(yuan)件(jian)應(ying)該(gai)能(neng)夠(gou)吸(xi)收(shou)所(suo)有(you)突(tu)波(bo)脈(mai)衝(chong)的(de)能(neng)量(liang)，但(dan)是(shi)在(zai)實(shi)際(ji)上(shang)則(ze)不(bu)然(ran)，部(bu)分(fen)的(de)突(tu)波(bo)電(dian)流(liu)能(neng)量(liang)可(ke)能(neng)會(hui)通(tong)過(guo)晶(jing)片(pian)內(nei)部(bu)的(de)保(bao)護(hu)電(dian)路(lu)
，一(yi)個(ge)限(xian)製(zhi)電(dian)流(liu)流(liu)入(ru)內(nei)部(bu)保(bao)護(hu)電(dian)路(lu)的(de)方(fang)法(fa)是(shi)使(shi)用(yong)一(yi)顆(ke)串(chuan)接(jie)電(dian)阻(zu)
，如(ru)（圖六）。雖然內部保護電路在避免組裝時發生ESD失(shi)效(xiao)的(de)表(biao)現(xian)上(shang)相(xiang)當(dang)良(liang)好(hao)，但(dan)保(bao)護(hu)元(yuan)件(jian)相(xiang)對(dui)較(jiao)小(xiao)的(de)尺(chi)寸(cun)則(ze)限(xian)製(zhi)了(le)它(ta)們(men)承(cheng)受(shou)正(zheng)常(chang)產(chan)品(pin)使(shi)用(yong)情(qing)狀(zhuang)下(xia)所(suo)發(fa)生(sheng)突(tu)波(bo)信(xin)號(hao)的(de)能(neng)力(li)
，另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)，雖(sui)然(ran)二(er)極(ji)管(guan)的(de)突(tu)波(bo)處(chu)理(li)能(neng)力(li)與(yu)體(ti)積(ji)成(cheng)正(zheng)比(bi)，但(dan)通(tong)常(chang)在(zai)晶(jing)片(pian)中(zhong)整(zheng)合(he)較(jiao)大(da)型(xing)的(de)保(bao)護(hu)元(yuan)件(jian)並(bing)不(bu)實(shi)際(ji)。


（圖六）　電阻R會促使I1>>I2，確保大部分的突波能量會由外部二極管所吸收。