যোগাযোগের সরঞ্জামগুলিতে টিভিএস ডায়োডের লেআউট ডিজাইনে কোন বিষয়গুলি লক্ষ করা উচিত?

一, শারীরিক অবস্থান বিন্যাসের সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ
1. সুরক্ষা নোড এবং হস্তক্ষেপের উত্সগুলির মধ্যে স্থানিক সংযোগের অপ্টিমাইজেশন
টিভিএস ডায়োডগুলি সিগন্যাল লাইন এবং বাহ্যিক ইন্টারফেসের মধ্যে সংযোগস্থলে স্থাপন করা উচিত, যেমন ইউএসবি ইন্টারফেস, ইথারনেট পোর্ট, অ্যান্টেনা সংযোগকারী ইত্যাদি। একটি নির্দিষ্ট ধরণের শিল্প রাউটারকে উদাহরণ হিসাবে নিলে, এর RJ45 ইন্টারফেসের TVS সুরক্ষা মডিউলটি সিগন্যাল থেকে 8 মিমি দূরে নয় যা পিএইচএসডি পিন পিন, পিএইচওয়াই পিন, সিগন্যাল ক্ল্যাপের আগে। PCB ওয়্যারিং এর সাথে কাপলিং। এই লেআউট কৌশলটি ক্ল্যাম্প ভোল্টেজের উপর পরজীবী আবেশের প্রভাব কমাতে পারে। পরীক্ষামূলক তথ্য দেখায় যে যখন TVS এবং ইন্টারফেসের মধ্যে দূরত্ব 20mm থেকে 5mm পর্যন্ত ছোট করা হয়, তখন ক্ল্যাম্প ভোল্টেজের ওঠানামা প্রশস্ততা 40% কমানো যেতে পারে।
2. প্রতিরক্ষামূলক ইউনিটের ক্লাস্টার স্থাপনা
HDMI 2.1 এবং PCIe 5.0-এর মতো উচ্চ-গতির সিগন্যাল ইন্টারফেসে, একটি মাল্টি-চ্যানেল TVS অ্যারে ডিফারেনশিয়াল পেয়ার সুরক্ষা অর্জনের জন্য প্রয়োজন৷ একটি 5G বেস স্টেশন ডিজাইন কেস দেখায় যে PCB-তে প্রবেশ করা ডিফারেনশিয়াল সিগন্যাল লাইনের 10mm রেঞ্জের মধ্যে 4-চ্যানেল TVS চিপ স্থাপন করা, রাউটিং টপোলজি অপ্টিমাইজ করার জন্য 3D ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক সিমুলেশনের সাথে মিলিত, ইন্টার চ্যানেল ক্রসস্টালকে -60dB-এর নিচে কমিয়ে দেয়। এই বিন্যাসটি কার্যকরভাবে ডিফারেনশিয়াল মোড সংকেতে সাধারণ মোড হস্তক্ষেপের রূপান্তরকে দমন করতে পারে।
3. সুরক্ষা স্তরের স্টেরিওস্কোপিক নির্মাণ
মাল্টি-স্তর PCB ডিজাইনের জন্য, "ইন্টারফেস সুরক্ষা স্তর এলাকা সুরক্ষা স্তর কোর সুরক্ষা স্তর" এর একটি তিন-স্তরের সুরক্ষা ব্যবস্থা স্থাপন করা প্রয়োজন৷ একটি ডাটা সেন্টার সুইচ ডিজাইন এই আর্কিটেকচারকে গ্রহণ করে: SMD প্যাকেজড TVS ইন্টারফেস লেয়ারে স্থাপন করা হয়, PTH প্যাকেজড হাই-পাওয়ার টিভিএস পাওয়ার প্লেনে সেট আপ করা হয়, এবং একটি কম ক্যাপাসিট্যান্স TVS অ্যারে CPU কোর এলাকায় কনফিগার করা হয়। এই স্তরযুক্ত সুরক্ষা IEC 61000-4-5 8/20 μs 6kV সার্জ পরীক্ষায় উত্তীর্ণ সরঞ্জামগুলির সাফল্যের হারকে 99.7% বাড়িয়ে দেয়৷
2, বৈদ্যুতিক সংযোগ ডিজাইনের মানককরণ বাস্তবায়ন
1. গ্রাউন্ডিং সিস্টেমের পৃথক চিকিত্সা
TVS-এর গ্রাউন্ডিং পাথকে "প্রক্সিমিটি ইন্ডিপেন্ডেন্ট লো রেজিস্ট্যান্স" নীতি অনুসরণ করা উচিত। একটি নির্দিষ্ট যানবাহন যোগাযোগ মডিউলের নকশা দেখায় যে TVS গ্রাউন্ডিং পিনটি সরাসরি অভ্যন্তরীণ GND কপার ফয়েলের সাথে চারটি ছিদ্রের মাধ্যমে সংযুক্ত থাকে, একটি 0.5 মিমি প্রশস্ত ছোট কপার স্ট্রিপের সাথে মিলিত হয়, যাতে গ্রাউন্ডিং প্রতিবন্ধকতা 3m Ω-এর নিচে কমানো যায়। ধাতব কেসিং সহ ডিভাইসগুলির জন্য, একটি "স্টার আকৃতির গ্রাউন্ডিং" কাঠামো ব্যবহার করার পরামর্শ দেওয়া হয়, যেখানে টিভিএস গ্রাউন্ডিং পিনটি ডিজিটাল গ্রাউন্ডের সাথে লুপ তৈরি না করার জন্য একটি স্বাধীন তারের মাধ্যমে কেসিং গ্রাউন্ডিং কলামের সাথে সংযুক্ত থাকে।
2. সংকেত সার্কিট অখণ্ডতা গ্যারান্টি
ডিফারেনশিয়াল সিগন্যাল সুরক্ষায়, এটি নিশ্চিত করা প্রয়োজন যে TVS-এর গ্রাউন্ডিং পিন সিগন্যাল রিটার্ন পাথের সাথে ন্যূনতম লুপ এলাকা তৈরি করে। একটি 10Gbps অপটিক্যাল মডিউল ডিজাইন একটি "কপ্ল্যানার ওয়েভগাইড + টিভিএস সুরক্ষা" কাঠামো গ্রহণ করে, যেখানে টিভিএস চিপ সরাসরি ডিফারেনশিয়াল পেয়ারের নীচে স্থাপন করা হয় এবং একটি 0.2 মিমি পুরু অভ্যন্তরীণ GND প্লেনের মাধ্যমে সিগন্যাল রিটার্ন অর্জন করা হয়। সিমুলেশন ফলাফলগুলি দেখায় যে এই বিন্যাসটি ডিফারেনশিয়াল প্রতিবন্ধকতা ওঠানামাকে ± 5% এর মধ্যে নিয়ন্ত্রণ করে এবং চোখের চিত্রের মার্জিনকে 15% বৃদ্ধি করে।
3. প্রতিরক্ষামূলক নেটওয়ার্কের অপ্রয়োজনীয় নকশা
সমালোচনামূলক সংকেত চ্যানেলগুলির জন্য, "প্রধান সুরক্ষা + সহায়ক সুরক্ষা" এর একটি দ্বৈত সুরক্ষা ব্যবস্থা গ্রহণ করার পরামর্শ দেওয়া হয়। একটি নির্দিষ্ট স্যাটেলাইট কমিউনিকেশন টার্মিনাল মিক্সার ইনপুটে একটি সহায়ক টিভিএস যোগ করার সময় RF ফ্রন্ট-এন্ডে একটি প্রধান TVS অ্যারে স্থাপন করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, এবং দুটিকে চৌম্বকীয় পুঁতির মাধ্যমে বৈদ্যুতিকভাবে বিচ্ছিন্ন করা হয়। এই নকশাটি নিশ্চিত করে যে ডিভাইসটি 10^ -12 এর একটি ত্রুটির হার বজায় রাখে যখন IEC 61000-4-2 ± 15kV কন্টাক্ট ডিসচার্জের সাপেক্ষে।
3, সংকেত অখণ্ডতা নিশ্চয়তা প্রযুক্তিগত বাস্তবায়ন
1. পরজীবী পরামিতিগুলির সূক্ষ্ম সুরযুক্ত নিয়ন্ত্রণ
TVS প্যাকেজিং প্যারামিটারগুলি সিগন্যালের মানের উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে। একটি উচ্চ গতির ADC সার্কিটের নকশার তুলনা দেখায় যে 0402 প্যাকেজ TVS (প্রায় 0.5nH এর পরজীবী আবেশ) ব্যবহার করলে S21 প্যারামিটার 0603 প্যাকেজের (1.2nH এর পরজীবী আবেশ) তুলনায় 2dB বৃদ্ধি পায়। GHz স্তরের সংকেতগুলির জন্য, DFN এবং QFN-এর মতো কম ইন্ডাকট্যান্স প্যাকেজগুলি ব্যবহার করার এবং একটি গ্রহণযোগ্য সীমার মধ্যে পরজীবী পরামিতিগুলিকে নিয়ন্ত্রণ করতে 3D ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ড সিমুলেশনের মাধ্যমে প্যাড লেআউটটি অপ্টিমাইজ করার পরামর্শ দেওয়া হয়।
2. প্রতিরক্ষামূলক নেটওয়ার্কের প্রতিবন্ধকতা ম্যাচিং
উচ্চ গতির ডিজিটাল ইন্টারফেসে, TVS সুরক্ষা নেটওয়ার্কগুলিকে ট্রান্সমিশন লাইনের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ প্রতিবন্ধকতা অর্জন করতে হবে। একটি PCIe 4.0 ইন্টারফেস ডিজাইন "TVS+সিরিজ রেসিস্টর" এর একটি ম্যাচিং স্কিম গ্রহণ করে, যা রোধের মান সামঞ্জস্য করে সুরক্ষা নোডের প্রতিবন্ধকতা 120 Ω থেকে 100 Ω± 5% কমিয়ে দেয়। টাইম ডোমেনের প্রতিফলন পরীক্ষাগুলি দেখায় যে এই নকশাটি 30% দ্বারা সংকেত ওভারশুট হ্রাস করে এবং চোখের উচ্চতা 25% বৃদ্ধি করে৷
3. থার্মাল ডিজাইনের সহযোগিতামূলক অপ্টিমাইজেশন
TVS-এর ক্ষণস্থায়ী শক্তি অপচয়ের ফলে তাপমাত্রা উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধি পাবে, প্রতিরক্ষামূলক কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করবে। একটি উচ্চ-শক্তির TVS মডিউলের নকশা একটি "কপার সাবস্ট্রেট+থার্মাল এর মাধ্যমে" তাপ অপসারণ কাঠামো গ্রহণ করে। চিপের নীচে অ্যারে (গর্ত ব্যবধান 1.5 মিমি) এর মাধ্যমে 0.3 মিমি ব্যাসের তাপ ব্যবস্থা করে, সংযোগের তাপমাত্রা 20 ডিগ্রি হ্রাস করা হয়। মাল্টি-চ্যানেল সুরক্ষা অ্যাপ্লিকেশানগুলির জন্য, তাপীয় সংযোগের কারণে কর্মক্ষমতার অবনতি রোধ করতে একটি "স্ট্যাগার্ড লেআউট+থার্মাল আইসোলেশন গ্রুভ" ডিজাইন গ্রহণ করার পরামর্শ দেওয়া হয়।
4, সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন পরিস্থিতির জন্য বিন্যাস দৃষ্টান্ত
1. পাওয়ার পোর্ট সুরক্ষা বিন্যাস
এসি-ডিসি রূপান্তর সার্কিটে, টিভিএসকে রেকটিফায়ার ব্রিজের পরে এবং ফিল্টারিং ক্যাপাসিটরের আগে স্থাপন করা উচিত। একটি নির্দিষ্ট যোগাযোগ পাওয়ার সাপ্লাই ডিজাইন একটি "π - টাইপ ফিল্টারিং+TVS" কাঠামো গ্রহণ করে, যাতে টিভিএস সমান্তরালভাবে ইনপুট শেষে সংযুক্ত থাকে এবং X/Y ক্যাপাসিটরগুলি বহু-স্তরের সুরক্ষা অর্জন করতে পারে। পরীক্ষার ডেটা দেখায় যে এই লেআউটটি সাধারণ মোড হস্তক্ষেপ দমন অনুপাতকে 30dB দ্বারা এবং ডিফারেনশিয়াল মোড হস্তক্ষেপ দমন অনুপাতকে 25dB দ্বারা বৃদ্ধি করে।
2. আরএফ ফ্রন্ট-শেষ সুরক্ষা লেআউট
5G NR বেস স্টেশনগুলির জন্য, TVS-কে লো নয়েজ এমপ্লিফায়ার (LNA) এর আগে স্থাপন করতে হবে এবং "লিমিটার+TVS" এর একটি হাইব্রিড সুরক্ষা স্কিম গ্রহণ করতে হবে। একটি ম্যাক্রো বেস স্টেশন ডিজাইন দেখায় যে TVS চিপটি অ্যান্টেনা পোর্টের পিছনে 15 মিমি মোতায়েন করা হয়েছে, এবং -10dBm থেকে+25dBm এর গতিশীল সুরক্ষা পরিসর অর্জন করতে একটি লিমিটার ব্যবহার করা হয়। এই নকশাটি 0.5dB এর মধ্যে প্রাপ্তির সংবেদনশীলতার অবক্ষয় নিয়ন্ত্রণ করে।
3. উচ্চ -গতির ডিজিটাল ইন্টারফেস সুরক্ষার বিন্যাস৷
100G ইথারনেট ইন্টারফেসে, টিভিএস সুরক্ষা রেটিমারের সাথে একত্রে ডিজাইন করা দরকার। একটি ডেটা সেন্টার সুইচ ডিজাইন একটি "TVS অ্যারে + কমন মোড চোক" কাঠামো গ্রহণ করে, রি টাইমারের ইনপুটে TVS স্থাপন করে এবং চোক কয়েলের (100nH@100MHz) প্রবর্তন সামঞ্জস্য করে সুরক্ষা এবং সংকেত অখণ্ডতার মধ্যে একটি ভারসাম্য উপলব্ধি করে৷ পরীক্ষাগুলি দেখিয়েছে যে এই নকশাটি ধারাবাহিকভাবে 10 ^ -15 এর নিচে একটি ত্রুটির হার বজায় রাখে।
5, বৈধকরণ এবং অপ্টিমাইজেশন পদ্ধতি
1. সিমুলেশন যাচাইকরণ সিস্টেম
SPICE সার্কিট সিমুলেশন, 3D ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক সিমুলেশন এবং তাপীয় সিমুলেশন সমন্বিত একটি বহুমাত্রিক যাচাইকরণ প্ল্যাটফর্ম স্থাপন করুন। একটি যোগাযোগ মডিউল ডিজাইন Ansys HFSS সিমুলেশনের মাধ্যমে TVS লেআউটের জন্য অপ্টিমাইজ করা হয়েছে, যার ফলে ESD সুরক্ষা দক্ষতা 40% বৃদ্ধি পেয়েছে; চোখের ডায়াগ্রাম টেমপ্লেটের জন্য 100% পাস রেট নিশ্চিত করতে ক্যাডেন্স সিগ্রিটি সিমুলেশনের মাধ্যমে সিগন্যালের অখণ্ডতা যাচাই করুন।
2. পরীক্ষা এবং যাচাইকরণ প্রক্রিয়া
"ল্যাবরেটরি টেস্টিং+অন-সাইট টেস্টিং" এর একটি দ্বৈত বৈধতা প্রক্রিয়া তৈরি করুন। ল্যাবরেটরি টেস্টিংকে IEC 61000-4 সিরিজের মানগুলিকে কভার করা উচিত, এবং সাইটের পরীক্ষার জটিল ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক পরিবেশে প্রতিরক্ষামূলক কার্যকারিতা যাচাই করার উপর ফোকাস করা উচিত। একটি নির্দিষ্ট রেল ট্রানজিট কমিউনিকেশন ইকুইপমেন্ট 10 টি সাধারণ স্টেশনে প্রকৃত পরীক্ষার মাধ্যমে ESD ইভেন্ট ডেটার 2000 সেট সংগ্রহ করেছে এবং ক্রমাগত সুরক্ষা পরিকল্পনাকে অপ্টিমাইজ করেছে।
3. ব্যর্থতা মোড বিশ্লেষণ
একটি TVS ব্যর্থতার ডাটাবেস স্থাপন করুন এবং ব্যর্থতার মোড যেমন ওপেন সার্কিট, শর্ট সার্কিট এবং ফুটোতে মূল কারণ বিশ্লেষণ পরিচালনা করুন। একটি নির্দিষ্ট ক্ষেত্রে দেখায় যে TVS প্যাড ক্র্যাকের কারণে ব্যর্থতার হার 35%। পিসিবি স্ট্যাক ডিজাইন এবং সোল্ডারিং প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজ করে, এই ধরণের ব্যর্থতার হার 0.5% এর নীচে হ্রাস করা হয়েছে।
https://www.trrsemicon.com/transistor/voltage-regulators/surface-মাউন্ট-সুপার-দ্রুত-পুনরুদ্ধার-rectifier.html