TVS-Dioden und ESD-Schutzbauteile

Eine TVS-Diode wird für Stoßenergie aus Blitzeinkopplung oder starken Schaltvorgängen ausgelegt und über die Impulsspitzenleistung bei einer definierten Impulsform spezifiziert. Ein ESD-Bauteil beherrscht schnelle, energiearme elektrostatische Entladungen und ist für eine sehr geringe Kapazität ausgelegt, damit es an einer schnellen Leitung eingesetzt werden kann. Beide begrenzen die Spannung, sind aber für unterschiedliche Ereignisse dimensioniert.

Immer dann, wenn die geschützte Leitung beidseitig um Masse schwingt: bei Wechselspannungsleitungen, differenziellen Paaren und den meisten Bussen. Ein unidirektionales Bauteil leitet in der negativen Halbwelle niederohmig und verfälscht das Signal. Unidirektionale Bauteile eignen sich für DC-Versorgungsschienen, die im Normalbetrieb nie negativ werden.

Oberhalb der höchsten Spannung, die die Leitung im Normalbetrieb erreicht, einschließlich Welligkeit und aller Transienten, die keine Fehler sind. Ist sie zu niedrig, fließt im Betrieb ein Leckstrom oder das Bauteil leitet. Prüfen Sie anschließend, ob die Klemmspannung bei Ihrem tatsächlichen Stoßstrom noch unter dem Wert liegt, den das geschützte Bauteil übersteht.

Das Bauteil liegt parallel zur Signalleitung, daher belastet seine Kapazität die Leitung. Auf einem schnellen Leitungspaar verschlechtern schon wenige Pikofarad das Augendiagramm sichtbar und ebenso die Rückflussdämpfung. Deshalb gibt es ESD-Bauteile mit geringer Kapazität als eigene Kategorie, und deshalb sollten Sie das Augendiagramm mit bestücktem Bauteil messen.

So nah am Steckverbinder, wie es das Layout zulässt, damit die Entladung abgeleitet wird, bevor sie den Rest der Leiterplatte erreicht, und mit einem kurzen, breiten Pfad zur Masse. Der Signalweg sollte nicht zuerst den geschützten Chip und erst danach das Schutzbauteil erreichen. Streuinduktivität im Massepfad verstärkt das Überschwingen.

Nur wenn ihre Kapazität für die Datenrate niedrig genug ist. Eine Standard-TVS-Diode, die für Stoßenergie dimensioniert ist, hat in der Regel eine so hohe Kapazität, dass sie eine schnelle Verbindung merklich beeinträchtigt. Prüfen Sie die Kapazität anhand Ihrer Leitung und messen Sie im Zweifel das Augendiagramm mit beiden Varianten.

Häufig ja. Übertrager bieten galvanische Trennung und eine gewisse Gleichtaktunterdrückung, ersetzen aber keine Spannungsbegrenzung gegen schnelle Transienten. Ob zusätzlicher Schutz erforderlich ist, hängt von der einzuhaltenden Norm und von Ihrem Layout ab; prüfen Sie dies daher anhand der Anforderung, statt es einfach anzunehmen.

Wenn Sie eine vollständige Teilenummer haben, senden Sie Teilenummer, Menge, Lieferregion und den gewünschten Liefertermin. Wenn Sie noch in der Auswahl sind, nennen Sie den Porttyp, die normale Betriebsspannung, die einzuhaltende Norm und Prüfschärfe sowie die Datenrate auf dieser Leitung.