用于过压保护的齐纳二极管

电器工程 二极管 保护 齐纳 浪涌保护
2022-01-12 19:35:16

我正在考虑使用齐纳二极管对数字输入引脚进行过压保护。

典型 IC 引脚的绝对最大额定值为 (GND-0.3V) 至 (VDD+0.3)。

我可以使用齐纳二极管将电压限制在 VDD 以下。然而,典型齐纳二极管的正向电压为 0.7V。未能将低电压限制为-0.3V。

我的信号是 1MHz 信号,因为它是边际差异并且持续时间很短,因此忽略它是否安全?

2个回答

您可以考虑使用瞬态电压抑制器 (TVS)。它们基本上是二极管排列,旨在保护像您这样的电路免受过压/欠压的影响。由于它们设计用于为此目的与微控制器和其他设备一起使用,因此您可以在购买它们时选择您使用的电压范围(例如,设计为 3.3V 并在 3.5V 时进入全钳位)。

这些器件的工作电压范围和容差通常优于直升齐纳二极管。

负面保护也包含在包装中。它们非常适合 ESD 保护。那里有很多,但这里有一个例子:

http://www.semtech.com/images/datasheet/uclamp3301d.pdf

TVS 二极管原理图

对于信号线的过压保护,齐纳二极管通常不是一个好的选择。你没有提供足够的申请细节让我给出许多具体的原因,但你应该考虑以下几点:

  1. BZX84C 3.3V 齐纳二极管具有高达 450pF 的电容。你有一个 1MHz 的信号,由于电路中的 RC 滤波器效应,它可能会被衰减。

  2. 齐纳二极管没有明确定义的导通电压。它们开始在比齐纳电压 Vz 低得多的电压下导通。当您的信号具有高源阻抗时,或者如果您引入了一些串联电阻以试图限制过电压的影响,这就会成为一个问题。为了解决这个问题,您可能需要使用更高电压的齐纳二极管,但这会破坏包含齐纳二极管的目的。

  3. 如果您担心高能量过电压瞬变,那么齐纳二极管根本没有用。它反应太慢,不能吸收太多能量。

一般来说,对于信号线,瞬态电压抑制器是一个更好的部分。