電信系統(tǒng)的瞬態(tài)保護(hù)
被選擇的器件必須能夠提供高水平的保護(hù),而不對一般的電路運(yùn)行造成干擾 Semtech公司BILL RUSSELL著
---- 瞬態(tài)電壓在電信設(shè)備中是普遍存在的事實(shí)。實(shí)際上,閃電和ESD保護(hù)長期以來由保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)（如美國的Bellcore1089和歐洲的ITUK20-21）來執(zhí)行。而今天,選擇合適的電路保護(hù)器件則是首當(dāng)其沖的。
---- 半導(dǎo)體復(fù)雜性的不斷增加使之對不斷減少的幾何電容造成的過壓影響更加敏感。電路保護(hù)設(shè)備的選擇面臨很大的挑戰(zhàn)。
---- 所選器件必須能提供高水平的電路保護(hù)而不會對通常的電路運(yùn)行造成干擾。高速度的系統(tǒng)尤其困難,因為任何增加的器件都會造成相當(dāng)大的信號失真。
詳述及標(biāo)準(zhǔn)波形
---- 瞬態(tài)事件已被研究了很多年了。大多數(shù)都由幾個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行描述,這些標(biāo)準(zhǔn)為電子設(shè)備定義了瞬態(tài)保護(hù)的要求。比如,代表感應(yīng)閃電瞬態(tài)的電壓波形,通常被描述成一個雙指數(shù)脈沖。
---- 雙指數(shù)浪涌波形被定義為在到達(dá)峰值時有一個指數(shù)上升,從峰值跌落有一個指數(shù)衰減。該脈沖由一個從峰值的10%上升到90%的上升時間和衰減到50%的衰減來說明。
---- 美國電信系統(tǒng)中感應(yīng)閃電最常見的雙指數(shù)波形之一是10/100μs脈沖波形,由Bellcore TRNWT-001089所定義。國際電信標(biāo)準(zhǔn)如TTUK20-K21詳述了閃電感應(yīng)的5/310μs的瞬態(tài)脈沖。最近的一些瞬態(tài)保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)有由歐洲機(jī)構(gòu)設(shè)定的IEC61000-4-x系列標(biāo)準(zhǔn)。
---- IEC 61000-4-2系列對人為的ESD瞬態(tài)要求進(jìn)行了定義。測試電壓范圍2～15kV,峰值電流高達(dá)30A。IEC 61000-4-2所定義的ESD波形速度極快,最大上升時間為1ns,總持續(xù)時間僅60ns。
---- 脈沖包含的總能量有幾百個微焦。IEC 61000-4-5定義了威脅電信線路的閃電。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定用雙指數(shù)脈沖（10/700μs）描述這種威脅。
---- 瞬態(tài)電壓對半導(dǎo)體設(shè)備的影響是潛在的和巨大的。一個設(shè)計周到的系統(tǒng)必須考慮到每一種威脅,提供可靠的保護(hù)電路,而且不會影響系統(tǒng)的正常工作。保護(hù)器件有好幾種,但并不是每一種都能應(yīng)用在特定的應(yīng)用場合中。
保護(hù)技術(shù)
---- 處理閃電和ESD感應(yīng)情況的最好方法是從敏感元件上將瞬態(tài)電壓轉(zhuǎn)移走。一般由一個并聯(lián)連接的保護(hù)器件完成。發(fā)生瞬態(tài)事件時,瞬態(tài)電流通過瞬態(tài)抑制器分流,使被保護(hù)電路上的電壓降低。
---- 這種類型的浪涌抑制器分為兩類：鉗式和桿式。每種類型都為一種給定的瞬態(tài)條件而優(yōu)化。
---- 鉗式器件的非線性電流-電壓特性曲線與齊納二極管的相似。在一般工作條件下,鉗式器件對于被保護(hù)電路來說如同一個高阻抗器件。理想狀態(tài)下,該器件可表現(xiàn)為開路,盡管存在很小的漏電流。
---- 當(dāng)瞬態(tài)電壓超過了正常的工作電壓,器件開始導(dǎo)通,成為瞬態(tài)電流的一條低阻抗通路。瞬態(tài)功率耗散在器件內(nèi)部,并受最大允許結(jié)溫的限制。
---- 當(dāng)線電壓回到正常水平時,鉗式器件可自動轉(zhuǎn)回到高阻抗?fàn)顟B(tài)。瞬態(tài)電壓抑制器（TVS）二極管是典型的鉗式器件。TVS二極管在板級低電壓應(yīng)用如T1/E1,T3/
