新型静电保护器PESD的特性及高速传输应用

　　近年来，电子产品(特别是便携式电子产品)发展迅速，如MP4、PDA等移动多媒体、数码相机、摄像机、笔记本电脑、上网本和智能手机等。这些电子产品通常具有功能多、电路复杂、工作频率高、频带宽、信号传输率高的特点，并且体积小巧(多大量采用小型SMD元器件)，这对产品的安全性、可靠性及耐用性，特别是静电防护能力提出了更高的设计要求。由于工作频率高、频带宽、要求高速数据传输，传统的一些过压保护元件，如气体放电管(Gas Discharge Tube，GDT)、晶闸管浪涌保护器(Thyristor Surge Protection Devices，TSPD)、瞬态电压YZ器(Transient Voltage Suppresser，TVS)、金属氧化物压敏电阻(Metal Oxide Varistor，MOV)等，由于自身电容过大，会破坏传输信号的完整性或令其失真，不适用于高速数据传输下的ESD防护。因此市场迫切需要一种满足高速数据传输要求的静电保护器件，而聚合物静电YZ器(PESD)正是为此目标而开发的新型静电防护器件。其产品如图1所示。

　　

 

　　图1 PESD示意图

　　PESD是在聚合物中嵌入导体、半导体及绝缘粒子构成的高分子压敏材料。其电阻随两端电压呈非线性变化。也就是说，当施加在其两端的电压小于某个特定电压值时，PESD呈现为绝缘体，电阻很大，不影响电路的正常工作;当施加在两端的电压大于某个特定电压值时，PESD转变为导体，电阻很小，可以短时间大电流放电，因此可与被保护IC并联使用。同时这种PESD静电防护元件具有自恢复性，即过电压放电之后又恢复到常态，不必更换，也不必一定将它安置在电子产品中手可触及的部位，可有效阻止电子产品的静电破坏并降低维护成本。

　　PESD保护器件具有极低的电容(约为0.2 pF)、低的泄漏电流(这在低功耗便携式设备中尤为重要)、快速响应时间(<1 ns)和低钳位电压(<100 V)等优点;在传输线脉冲(TLP)测试以及IEC 61000-4-2测试中，PESD器件性能要优于其他同类器件，特别是在多次电涌之后(多达1000次)，这种器件的低触发电压和低钳位电压仍然可以有效保护敏感的电子器件。

　　PESD主要用于HDMI 1.3和1.4、USB 2.0和3.0、IEEE 1394、DVI等设备高速接口(见图2、图3)，这些接口可用于LCD等离子电视、便携式电话、便携式视频设备、打印机、卫星接收设备等领域。此外，PESD元件还可用于移动电子设备(如，PDA、上网本、手机、MID等)的天线、键盘、GPS系统等静电防护。目前，在市场上推出该型静电保护器件的国外公司有力特、泰科电子等，国内有上海科特等几家。

　　

 

　　图2 PESD在HDMI中的应用

　　

 

　　图3 PESD在USB中的应用