当电子元件性能下降，如何保护您的模拟前端？（四）

在测量的12个TVS二极管中，在直流偏置电压为5 V时，最严重的泄漏量为7 pA。这比最坏情况下的数据表的值要好千百万倍。当然，不同批次的TVS二极管在泄漏方面存在差异，但这至少可以说明预期的泄漏幅度。如果我们系统经受的温度不会超过85°C，TVS二极管可能是个不错的选择。只要记住，如果您选择的产品不是本文所述的测试产品，请表征其泄漏特性。对一个部件或制造商而言正确的结论，对其他部件或制造商可能并不正确。

测试结果：

采用IEC ESD标准对一系列运算放大器进行了测试。表2显示不同保护方案分别适合保护的组件。虽然ESD标准规定在±8 kV要保证经受三次冲击，但所有这些方案都通过了在±9 kV时经受100次冲击的测试，以确保提供足够的保护余量。

IEC标准要求，通过将两个470 kΩ电阻与30 pF电容并联，使ESD源的接地端与放大器的接地端连接在一起。本测试的设置则更为严格，它将ESD源的接地端与放大器的接地端直接相连。这些结果也在IEC接地耦合方案中得到了验证，这可以进一步增强产品的可信赖度。请记住，由于放大器的内部结构存在很大不同，对本列表中的器件适用的数据
可能适用，也可能不适用于其他器件。如果使用其他器件或其他保护元件，建议对其进行全面测试。

表2．通过IEC－61000－4－2测试的器件列表及其各自的保护配置

使用的保护元件：

电阻：Panasonic 0805 ERJ－P6系列

电容：Yageo 0805 100 V C0G／NPO

TVS二极管：Bourns CDSOD323－T36SC（双向，36 V，极低漏电流，符合ESD、EFT和浪涌标准）

ESD压敏电阻：Bourns MLA系列，0603 26 V

Bonus元件：ESD压敏电阻

TVS二极管性能良好，可以经受无数次冲击。这对于EFT和浪涌保护非常不错，但是，如果您只需要ESD保护，不妨看看ESD压敏电阻，在达到某个电压值之前，它们都用作高压电阻，达到该电压值之后，它们转变为低压电阻，可以分流掉压敏电阻中的电能。

可采用与TVS二极管相同的配置。它们的泄漏更少，成本不到TVS二极管的一半。请注意，其设计并不要求经受数百次冲击，且其电阻会随着每次冲击下降。ESD压敏电阻也在上述产品上进行了测试，当串联电阻值约为TVS二极管所需值的两倍时，该压敏电阻的性能最佳。

那么EFT和浪涌呢？

这些产品只在ESD标准下进行过测试。EFT的独特之处在于，虽然电压不高（4 kV及以下），其冲击却是爆发式（5 kHz或以上），上升时间较慢（5 ns）。浪涌每次冲击的能量大约是EFT的1000倍，但速度只有波形的1／1000。如果还需要涵盖这些标准，请确保在这些保护元件的数据手册上表明，它们可以应对这个问题。

电路保护概述

虽然看起来事后在电路中添加RC滤波器或TVS二极管并不难，但请注意，本文中提到的所有其他因素会影响系统性能和保护级别。这包括布局、前端使用的器件，以及需要满足的IEC标准。如果您从开始就谨记这一点，就可以避免在系统设计的最后阶段可能出现需要重新设计的紧急状况。

本文远非全面综述。灵敏度话题将在后续文章中进行更深入的讨论。此外，基站接收器设计的其他挑战包括自动增益控制（AGC）算法、信道估计和均衡算法等。我们后续还将推出一系列技术文章，目的是简化设计流程并提升大家对接收器系统的理解。

参考文献

作者感谢国际电工委员会（IEC）允许其引用国际标准中的相关信息。所有这些摘录内容均为IEC（瑞士日内瓦）版权所有。保留所有权利。有关IEC的更多信息，请访问。IEC不对作者引用摘录内容的位置和上下文负责，也不以任何方式对其中的其他内容或准确性负责。

IEC 61000－4－2，版本2．0  

2008 IEC瑞士日内瓦，版权所有。

IEC 61000－4－4，版本3．0

2012 IEC瑞士日内瓦，版权所有。

IEC 61000－4－5，版本3．1

2017 IEC瑞士日内瓦，版权所有。