ESD保護(hù)二極管被安置在信號(hào)線和地線(GND)之間,其角色是維護(hù)受保護(hù)設(shè)備(DUP)不受電壓尖峰的干擾。在正常的工作狀態(tài)下,也就是缺乏ESD浪涌時(shí),只有極小的電流(IR)會(huì)通過二極管,這時(shí)二極管的反向擊穿電壓(VBR)是高于信號(hào)線上的電壓的,因此,實(shí)際上幾乎沒有電流會(huì)流過ESD保護(hù)二極管。但是,一旦信號(hào)線上出現(xiàn)了超過反向擊穿電壓(VBR)的浪涌電壓,ESD保護(hù)二極管就會(huì)將大部份電流導(dǎo)向地線(GND),這樣能夠有效地將浪涌電壓限制在低于反向擊穿電壓(VBR)的水平。
ESD保護(hù)二極管的基本工作原理可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行解釋:
正向?qū)ㄌ匦裕?/div>
ESD保護(hù)二極管與普通二極管一樣具有單向?qū)щ娦?。在正向偏壓下(即陽極相對于陰極呈正電位),二極管導(dǎo)通,允許電流流過;而在反向偏壓下(陽極相對于陰極呈負(fù)電位),二極管截止,阻止電流流過。
反向擊穿特性:
當(dāng)ESD保護(hù)二極管處于反向偏壓時(shí),它會(huì)表現(xiàn)出很高的電阻,阻止電流的流動(dòng)。然而,當(dāng)反向電壓超過二極管的擊穿電壓時(shí),二極管會(huì)發(fā)生擊穿,從而允許大電流流過。這個(gè)設(shè)計(jì)使得在正常情況下二極管不影響電路,而一旦出現(xiàn)高電壓ESD事件時(shí),二極管可以快速動(dòng)作以保護(hù)電路。
快速電荷轉(zhuǎn)移:
當(dāng)靜電放電發(fā)生時(shí),大量的電荷會(huì)迅速嘗試找到釋放路徑。ESD保護(hù)二極管設(shè)計(jì)為能快速響應(yīng),其擊穿電壓通常遠(yuǎn)低于被保護(hù)電路元件的最大耐受電壓。這意味著在靜電放電過程中,保護(hù)二極管會(huì)在其他敏感元件受損之前先擊穿并導(dǎo)通,提供了一個(gè)低阻抗的路徑,將靜電電荷安全地引導(dǎo)至地線(GND)。
綜上所述,ESD保護(hù)二極管通過其獨(dú)特的電氣特性,為電子電路提供了一種簡單而有效的保護(hù)機(jī)制。它們能夠在靜電放電發(fā)生時(shí)迅速導(dǎo)通,提供一個(gè)安全的電荷釋放路徑,并在事件過后自動(dòng)恢復(fù),從而保障了電子設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。
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