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Semtech : TVS回路保護ダイオード

概要

Semtech 社は、高性能な TVS(Transient Voltage Suppressor:過渡電圧抑制)ダイオードをはじめとした回路保護製品の分野で豊富な実績を持つリーディングカンパニーです。通信、産業機器、コンシューマー製品、自動車など、多様な市場において電子機器の信頼性と耐久性を高めるためのソリューションを提供しています。

TVS製品とは

TVSとは

◦過電圧イベント発生時に高速で応答し、過剰電圧を接地に逃がす

◦通常動作時は高インピーダンス状態を維持(回路に影響しない)

◦繰り返し使用可能な保護素子

◦Semtech社は30年以上の実績と年間100億個以上の生産実績

動作原理

◦通常時はハイ・インピーダンス状態を維持

◦過渡電圧発生時に低インピーダンス状態に移行して過電圧を接地へ逃がす

過電圧の脅威

◦静電気放電(ESD):人体や物体との接触で発生

◦電気的ファストトランジェント(EFT):スイッチング操作時に発生

◦サージ:雷や電力系統の切り替えで発生する高エネルギーパルス

◦その他の過渡的な過電圧イベント

最近の電子機器の課題

◦基板の高密度実装

◦外部コネクター数の増加

◦LSIの微細化によるサージ耐性の低下

     ↓

高速・高集積化する電子機器は過渡電圧に脆弱

回路保護の重要性

◦ESDの侵入は装置の故障・破壊につながる

◦ESDによる破損はすぐに原因特定できないことが多い

◦機器の信頼性向上と長寿命化に不可欠

◦国際規格適合のために必須の保護対策

Semtech社のTVS製品特徴

優れた電気特性
・低クランプ電圧
・低静電容量
・低リーク電流
・高速応答性(サブナノ秒レベル)

優れた保護性能
・ESD印加による劣化がほとんどない
・サージ印加後の残留エネルギーが小さい
・他の保護素子(Polymer, MLV, Zenor)と比べ応答性が早い
・高いESD耐圧:IEC 61000-4-X準拠

設計・実装の柔軟性
・小型リードレスパッケージで実装面積が小さい
・民生・産業・車載のあらゆる分野に対応
・さまざまなインターフェースに最適化された製品ラインナップ
・AEC-Q100認証済み製品も提供(車載用途向け)

主要製品シリーズ

シリーズ名

特徴

適用分野

μClamp®シリーズ(MicroClamp®)

汎用ESD保護デバイスのファミリー

・汎用的なESD保護に最適

・マルチライン保護対応

・幅広い電圧要件(ピーク逆動作電圧VRWM)を満たす

・低ダイナミック抵抗値(RDYN)

・超小型パッケージ採用

・USB Type-C

・CAN Bus

・Optical Modules

RClamp®シリーズ
(RailClamp®)

低容量・高速データライン用ファミリー

・高速データラインのESD保護に最適化

・マルチライン保護対応

・超低容量設計

・高速応答

・USB

・HDMI

・イーサネット

・アンテナ

・DisplayPort

PClamp®シリーズ(PowerClampTM)

高サージ耐量ファミリー

・最大5,700Wクラスの雷サージ(8/20 us波形)の電気的ストレス保護に対応

・15A以上のピークパルス電流(10/1,000 us)に耐えうる設計

・電源ライン保護

・通信・インフラ機器制御

・産業機器制御

TClamp®シリーズ(TransClamp®)

高サージ・低静電容量ファミリー

・低端子間容量だけど高速サージ電圧の保護に最適

・マルチライン保護対応

・通信インフラ向けに最適

・イーサネットポート

・RS-485ポート

・通信基地局RF 入力ポート

EClamp®シリーズ
(EMIClamp®)

ESD保護+EMIフィルター統合ファミリー

・TVSダイオードとパッシブフィルター部品を1チップに統合

・ESD保護と同時に不要なノイズ(コモンモードノイズ)も除去

・HDMI

・SIMカード

・USB

用途例

コンシューマーエレクトロニクス

産業・通信機器

車載用途

•USB 2.0/3.0/Type-C インターフェース

•HDMI、DisplayPort

•キーボード・入力デバイス

•スマートフォン・タブレット

•オーディオ機器

•ウェアラブルデバイス

•RS232C、RS485 インターフェース

•監視カメラシステム

•xDSL

•産業用イーサネット

•LCD パネル

•IoTデバイス・センサー

•通信インフラ設備

•CANバス

•車載イーサネット

•ADAS(先進運転支援システム)

•インフォテインメントシステム

•カメラ・センサーモジュール

•USB/HDMI インターフェース

•高速シリアルインターフェース

人間との接触が多く、静電気による不具合リスクが高い機器に最適です。

過酷な環境や長距離配線が必要な用途において、高い信頼性を確保します。

AEC-Q100認証済み製品を使用し、厳しい環境条件下でも安定した保護性能を提供します。

回路保護製品選定のポイント

保護対象の回路の動作電圧に適した製品を選択します。動作電圧が低すぎると正常動作時に導通してしまい、 高すぎると保護性能が不十分になる可能性があります。一般的に、保護素子の動作電圧は回路の動作電圧よりも少し高い値に設定します。

保護が必要な信号線の数に応じて選択します。USBは4ライン、HDMIは19ラインなど、 インターフェースによって必要なチャネル数が異なります。必要に応じて複数のチャネルを持つアレイ製品を選択すると実装面積を削減できます。

高速データ転送をおこなうインターフェースでは、静電容量が信号品質に影響を与えます。 USB 3.x、HDMI、DisplayPortなどの高速インターフェースでは、低静電容量(1pF以下)の製品が推奨されます。

実装スペースに制約がある場合は、小型パッケージ製品を選択します。μClampシリーズなどは特に小型で、スマートフォンやウェアラブルデバイスなどのスペースが限られた機器に適しています。

必要なESD保護レベルに応じて選択します。近年では IEC 61000-4-2 レベル4  の ±8kVでも足りない場合があります。特に厳しい環境では±15kV以上の製品を検討してください。

車載用途ではAEC-Q100認証製品を選択してください。 また、各種インターフェース規格(USB-IF、HDMI、DisplayPortなど)に準拠した製品を選ぶことで、 規格準拠に必要な保護性能を確保できます。

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