ESD管与TVS管同电路谁先起作用?

在同一电路中,ESD 管通常会比 TVS 管先起作用,核心原因是二者的响应速度和击穿电压(钳位电压) 特性存在差异。

一、响应速度差异

TVS 管工艺以高能量雪崩结为目标,官方标称响应 1 ps~10 ps,但在 IEC 61000-4-2 静电放电 0.7 ns 上升沿的实测中,其有效钳位出现在 0.3 ns~0.5 ns;ESD 管专为静电优化,晶圆级触发单元更密集,实测导通时间 0.1 ns~0.2 ns,比同封装 TVS 管快约 1 倍。因此,在混合板上两者并联时,ESD 管总是先进入低阻态。

二、击穿电压与钳位特性差异

ESD 管反向击穿电压 VBR 通常比 VRWM 高 10 %~15 %,钳位电压 VC 设计得尽可能低,以牺牲能量为代价换取芯片安全;TVS 管需兼顾 8/20 µs 浪涌,VBR 与 VC 之间保留更大裕量,VC 普遍比 ESD 管高 20 %~40 %。当静电脉冲同时到达,ESD 管先击穿并拉低节点电压,TVS 管因电压未达到自身 VBR 而暂时“观望”,直到 ESD 管把残压抬升到 TVS 的击穿点——由于残压已被 ESD 管限制,TVS 往往不再触发。

三、实际应用中的选择原则

  1. 接口速率 ≥1 Gbps:先放 0.3 pF 级 ESD 管,确保信号完整性;TVS 管作为第二级,只负责 8/20 µs 浪涌,两者间用 10 Ω 小电阻或磁珠隔离,既抑制振荡又自动把能量分配给能量级更高的 TVS。
  2. 电源或低速总线:可单用 TVS 管,其 Ipp 达 50 A~200 A,足以吸收雷击浪涌;若仍需过 ESD 认证,则选 5 pF 以下 TVS 单管即可,无需再并 ESD 管,避免 VC 堆叠。
  3. 车载/安防双重威胁:阿赛姆推荐“ESD0524VA + SMCJ 系列”两级方案,ESD 管距端口 <5 mm,TVS 管距 ESD 管 10 mm~20 mm,实测 30 kV 空气放电时 ESD 管 0.15 ns 先导通,TVS 管仅分担 40 % 能量,器件表面温升降低 35 %。

结语

同电路并联时,ESD 管凭借更快触发与更低钳位,总是“先动手”;TVS 管随后补位,承担浪涌能量。设计时只要按“先静电后浪涌、先低容后高容”的顺序放置,并预留 10 Ω 左右隔离,就能让两者各司其职,而不是相互抢能量。

posted @ 2026-01-21 16:22  阿赛姆电子  阅读(9)  评论(0)    收藏  举报