在哪里放置电视二极管在PCB布局

上面所示的PCB布局包括多个执行不同功能的无源器件，但其中只有一个是静电放电(ESD)保护的理想器件。这是一个TVS二极管，它是一个可以将传入的ESD脉冲从敏感组件转移开的组件。它们通常被放置在从连接器脱落的数据线上，但它们也可以用于其他有ESD到达数据线及其连接组件风险的地方。

在本文中，我们将展示在PCB布局中放置TVS二极管的位置，特别是在沿板边缘安装的连接器附近。在TVS二极管使用中经常不考虑的另一点是PCB堆叠，特别是PCB堆叠应该如何设计以提供TVS二极管阳极上所需的连接。

PCB布局中的TVS二极管

在展示实际PCB布局中的放置示例之前，重要的是要注意TVS二极管的工作方式和所需的连接。这将告知PCB堆叠应该如何构造，以便正确连接到TVS二极管端子。

电视二极管如何工作?

TVS二极管工作像任何其他二极管；它们在一个方向上的导电性很强，而在另一个方向上的导电性很弱(称为整流)。TVS二极管也是双向的，相当于背对背二极管，所以当放置在电路和地之间时，它们总是处于反向偏置。TVS二极管是是ESD保护的众多选择之一可以用在电子设备上。

TVS二极管是两端器件，具有简单的放置指南:一个端子(阴极)放置在需要ESD保护的导体上，另一个端子(阳极)连接到GND。下面的示意图显示了一个例子。

当有信号在导体上传播时，TVS二极管将在信号的电压水平上反向偏置，因此它不会进入击穿，它将是绝缘的。在这种情况下会有少量的泄漏电流，但它是最小的，可以忽略。当高压ESD发生时，电流被驱动到保护线上，二极管将被驱动到反向偏置深，并将进入故障区域．这导致TVS二极管变得导电。而不是ESD电流流入受保护的组件，电流将通过二极管，并通过其阳极连接到地。

PCB布局示例

如上所述，使用TVS二极管时需要接地。阳极连接需要低阻抗，这样电流才能进入地，并且电流在接地网中流动也需要低阻抗。最好的方法是在表层下面有一个接地面，然后通过一个通孔直接连接到接地面。

显示TVS二极管在PCB布局示例中的放置位置的示例如下所示。两个连接器来到PCB与底盘接地连接在他们的外壳。箭头标记了两条数据线上的位置，我们可以在其中添加TVS二极管进行保护。

理想的TVS二极管放置在两个连接器附近。

放置电视二极管的最佳位置是靠近ESD可能发生的点。在这种情况下，它将靠近连接器，而不是靠近受保护的组件。这是因为组件将隐藏在外壳内，而连接器将戳出外壳的边缘。在这个特定的布局中，堆栈使用了地平面下一层为所有元件提供低阻抗接地连接。这也提供了一个低阻抗的路径在地平面

并不是所有的电子设备都需要在PCB布局中使用TVS二极管。如果有某种原因，系统可能会经历ESD，即使是一个小的浪涌，那么将电视二极管放在脆弱的信号线上是有意义的。一些例子包括:

• 在数据线上用于热插拔电缆或将被拉上来的设备高电压
• 当导体暴露在室外时，从连接器伸出的数据线上
• 当一个系统或系统的一部分将部署在其他高压设备附近时
• 当放置在数据线附近的电路板上有高压元件需要保护，且无法进行隔离时

在其他情况下，人们可以认为ESD可能发生在数据线上。如果有ESD发生的可能性，那么考虑使用TVS二极管作为全面ESD保护策略的一部分。

如果没有使用完整的PCB设计工具，用于ESD保护和PCB堆叠设计的TVS二极管的放置可能会很困难OrCAD从节奏．OrCAD囊括了业内最优秀的人才PCB设计和分析软件拥有一整套PCB项目管理工具，用于管理设计数据。OrCAD用户可以访问一套完整的原理图捕获功能、PSpice中的混合信号模拟以及强大的CAD功能等等。

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