中心議題：

• 濾波連接器設計

解決方案：

• 壓敏電阻設計
• 多層平麵電容陣列設計
• 多層壓敏電容陣列設計

“連接器對於電子設備沒有什麼貢獻”是一個陳舊的和有爭議的說法，寫出來後引起了一些爭論，但現在毫無疑問已經是過時和錯誤的！目前單個的連接器
，能對抗連續的或瞬態的噪聲實現設備保護功能。當然，隨即而來的就是費用問題。加上濾波功能，一個10美元的連接器就成為一個100美元的連接器。加上防電壓尖峰功能
，你就需要麵對1000美元的連接器了。

xingyundeshi，jinlaidegexinyijinggaibianlezhegelingrenkunhuodejumian。duocengpingmianzhenliedelvboshidianrongqi
，xianzaikeshixianrushuntaibaohudegongneng。caiyongduocengyamindianzupingmianzhenlieqishuntaibaohudelvbolianjieqiweichanpinshejitigongleyigekexuanfangan。

壓敏電阻

yamindianzujiushikebiandianzu。zaijiaodideyingyongdianyashi，yamindianzuchongdangyigechuantongdegaozuzhidianzubingfucongoumudinglv，dangchaoguoyidingdeyuzhidianyahou，gaiqijianbiandegaodudaodian
，zaigaodianyashibiaoxianchudidezukang。dangyamindianzudaodianshi
，taqianweiwaijiadianyadaozhidingdezuidazhi，gaizhishishebeikeyichengshoude。pingjiezhexietexing，yamindianzuzaidianzichanpinzhongdedaoyingyong，baohudianluyuanlishunjianguodianya。zaididianyashi，yamindianzuleisiyuyigetaocidianrongqi，zhengyinweiruci，takeyidangzuochulilianxuzaoshengdelvboqideyibufen。name，weishenmeyamindianzuqibujingchangshiyongzailvboyingyongzhong，shitamennenggouwanchengshuangzhongjiaose——即連續噪聲衰減和瞬態電壓抑製器呢
？

壓敏電阻脈衝等級

當把壓敏電阻器用作濾波應用時
，其限製之一是：其保護功能降級
，這可能是電壓浪湧重複性衝擊的結果。

壓敏電阻器是由陶瓷材料製成的。多數壓敏電阻其主要成分是氧化鋅（ZnO）。同時添加了少量其它氧化物，如鉍，鈷，錳等。因此，壓敏電阻有時被稱為金屬氧化物壓敏電阻或MOVs。

在製造過程中，原始的陶瓷粉末進行混合、成形，然後燒製。並用金屬化來實現電氣連接。在陶瓷的燒製過程中
，形成了多晶結構（圖1）。添加的金屬氧化物移動到結晶體的邊緣
，形成半導電層P-N結。這意味著平均晶粒尺寸由原始粉末配方和燒製溫度來決定。當單位晶粒邊界的外加電壓低於3.6伏特時，晶粒邊界呈現高的電阻性。高於上述門限後，將進行切換變成高的導電性。

圖1

壓敏電阻本身的切換電壓取決於電極間平均晶粒的數目。

壓敏電阻的晶體結構沒有方向性，因此，壓敏電阻是雙極性器件。它們表現出的電子特性，如對稱性、尖峰電壓擊穿特性，類似於背對背齊納二極管。傳統的看法認為壓敏電阻在高電流重複脈衝下會導致電氣性能的降級，（特別是降低了其鉗位性能
，增加了它們的漏電流）。youyiduanshijian，yamindianzuzhizaoshangyaoqiushiyongdajinglidetaocichengfen。dajinglichicunshidedanweimianjidedianjiyougengshaodejingtibianjiehedianjizhijianyougengchangdedianliulujing。danweimianjidianjishangdechuanliandianzuxiangduijiaogao
，daozhichengbilidijiangdifengzhidianliuderongliang。

對(dui)在(zai)低(di)電(dian)壓(ya)下(xia)工(gong)作(zuo)的(de)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)表(biao)麵(mian)貼(tie)裝(zhuang)片(pian)
，要(yao)求(qiu)使(shi)用(yong)精(jing)細(xi)晶(jing)粒(li)陶(tao)瓷(ci)成(cheng)分(fen)
，這(zhe)個(ge)需(xu)求(qiu)可(ke)以(yi)在(zai)多(duo)層(ceng)結(jie)構(gou)下(xia)實(shi)現(xian)。當(dang)這(zhe)一(yi)目(mu)標(biao)完(wan)成(cheng)後(hou)，相(xiang)對(dui)於(yu)多(duo)層(ceng)結(jie)構(gou)提(ti)供(gong)的(de)元(yuan)件(jian)表(biao)麵(mian)，連(lian)接(jie)到(dao)大(da)電(dian)極(ji)麵(mian)積(ji)上(shang)的(de)細(xi)小(xiao)和(he)均(jun)勻(yun)的(de)晶(jing)粒(li)使(shi)得(de)單(dan)元(yuan)元(yuan)件(jian)體(ti)積(ji)內(nei)峰(feng)值(zhi)電(dian)流(liu)容(rong)量(liang)大(da)幅(fu)的(de)增(zeng)加(jia)。

多層壓敏電阻器（MLVs）的電流和能量比相對於其它壓敏類型是非常穩定的，現在能夠展示MLVs可以經受住成千上萬次全額定電流峰值衝擊
，而性能不降級。

速度與過衝

各種瞬態保護技術的元件製造商希望采用他們喜歡的產品，反應速度、或不采用往往成為壓敏電阻考慮的問題。壓敏電阻基底材料的響應時間要遠遠少於500皮秒。

部分早期壓敏元件反應時間降低的主要因素是成品封裝時引起的寄生電感。在結構中使用了25至50毫米的引線，其表現出0.6nH/mm的電感
，而高自感形成徑向導線壓敏電阻的特性。

現在，多層結構已消除引線，一個典型的電感為1200pH量級的1206MLV芯片的響應時間不超過1納秒。其他元件的配置，如果成為濾波電容器的結構
，對於壓敏電阻是合適的，其等效串聯電感（ESLs）應低至30pH。這些為響應時間下降到幾十皮秒提供了可行性。

壓敏電阻結構中固有自電感（L）所造成的另一個問題是電壓過衝。由於壓敏電阻自感（L）的原因引起變化的電流（di/dt）
，會產生-Ldi/dt的電壓。在電壓尖峰
，壓敏電阻器上將出現一個過衝（鉗位電壓和壓敏電阻自感產生的感應電壓之和）。減少MLV濾波器結構中自感到數十pH，可以消除所擔心的電壓過衝。
EMI濾波器

針對輻射有效的措施是屏蔽。輻射噪聲能量被屏蔽體吸收並以熱的形勢散失。針對傳導有效的措施是EMI濾波器

，將傳導能量從受保護係統轉到地裏。（圖2）。EMI濾波器由電容器和電感器組成
，利用其不同的阻抗特性，來選擇性的減少不必要的信號。


圖2[page]

濾(lv)波(bo)器(qi)是(shi)雙(shuang)向(xiang)的(de)。它(ta)阻(zu)止(zhi)不(bu)想(xiang)要(yao)的(de)信(xin)號(hao)遠(yuan)離(li)係(xi)統(tong)，同(tong)時(shi)也(ye)阻(zu)止(zhi)該(gai)係(xi)統(tong)向(xiang)外(wai)發(fa)射(she)噪(zao)聲(sheng)。現(xian)在(zai)一(yi)個(ge)比(bi)較(jiao)普(pu)遍(bian)的(de)做(zuo)法(fa)是(shi)將(jiang)濾(lv)波(bo)器(qi)裝(zhuang)在(zai)設(she)備(bei)的(de)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)，但(dan)最(zui)有(you)效(xiao)的(de)還(hai)是(shi)將(jiang)濾(lv)波(bo)器(qi)放(fang)置(zhi)在(zai)設(she)備(bei)屏(ping)蔽(bi)體(ti)的(de)出(chu)口(kou)和(he)入(ru)口(kou)。連(lian)接(jie)器(qi)可(ke)以(yi)將(jiang)電(dian)源(yuan)和(he)信(xin)號(hao)電(dian)纜(lan)並(bing)在(zai)一(yi)起(qi)，這(zhe)樣(yang)它(ta)們(men)進(jin)入(ru)設(she)備(bei)屏(ping)蔽(bi)體(ti)隻(zhi)在(zai)一(yi)個(ge)點(dian)處(chu)。在(zai)連(lian)接(jie)器(qi)內(nei)每(mei)一(yi)個(ge)接(jie)觸(chu)的(de)地(di)方(fang)，都(dou)可(ke)以(yi)形(xing)成(cheng)一(yi)個(ge)濾(lv)波(bo)器(qi)，根(gen)據(ju)係(xi)統(tong)的(de)要(yao)求(qiu)可(ke)以(yi)是(shi)C，T
，L或Pixingjiegou。yinweilvbolianjieqideshiyongkeyiqudiaodianlubanjidelvboqidianlu，congerkejiangdizhenggexitongdechicunhezhongliang。tongshi
，youyuhandianshuliangdejianshao
，xitongdekekaoxingdedaotigao。

多層平麵電容陣列

多層平麵陣列是一種特定的用於EMI濾lv波bo連lian接jie器qi的de元yuan件jian設she計ji形xing式shi。一yi個ge陶tao瓷ci塊kuai內nei包bao含han有you多duo種zhong電dian容rong器qi。單dan個ge接jie線xian都dou是shi通tong過guo通tong孔kong連lian接jie到dao每mei個ge電dian容rong器qi，並bing且qie在zai器qi件jian範fan圍wei內nei都dou連lian接jie到dao地di。當dang信xin號hao沿yan多duo條tiao路lu徑jing到dao地di時shi表biao現xian出chu非fei常chang低di的de阻zu抗kang（圖3）。連接器的每一個接頭連接到一個或多個陣列內的孔上。在每一個孔裏有一個電容器——‘熱電極’與周圍的整體連接起來
，地麵電極覆蓋整個平麵並且和連接器外殼通過平麵周邊連接起來（圖4）。


圖3

圖4（原文圖上文字看不清楚）

以平麵為基礎的濾波連接器適用於所有MIL－STD連接器設計。連接器的形狀（該平麵陣列的外形必須一致）均為圓形或長方形。常用的矩形設計包括D-Sub和高密度D-Sub和微Ds，Arinc404s和Arinc600。不規則形狀也可以。相應的平麵尺寸是：從5毫米見方到75毫米直徑。

接觸數目從2個到200多個。標準的接觸範圍從0.3毫米直徑向上到同軸電纜——全部能濾波。標準接觸程度從0.63毫米開始。

平麵陣列內
，有多達6種不同的、沒有任何比率關係電容值可以布置在版麵上。每一個平麵可以指定不同的工作電壓，一個典型300伏額定直流電的平麵可以承受高達750伏的瞬態峰值。瞬態能力達3000V需要指定。個別的孔可能是絕緣的（饋入點）或接地。可以指定最大為10MΩ的地平麵電阻，並且串擾電容可以限製在10pF或更小。

平(ping)麵(mian)陣(zhen)列(lie)的(de)複(fu)雜(za)性(xing)不(bu)在(zai)於(yu)複(fu)雜(za)的(de)電(dian)氣(qi)要(yao)求(qiu)以(yi)便(bian)組(zu)成(cheng)單(dan)個(ge)元(yuan)件(jian)
，而(er)在(zai)於(yu)製(zhi)造(zao)該(gai)器(qi)件(jian)的(de)機(ji)械(xie)精(jing)度(du)。典(dian)型(xing)情(qing)況(kuang)下(xia)
，連(lian)接(jie)器(qi)的(de)引(yin)腳(jiao)位(wei)置(zhi)精(jing)度(du)必(bi)須(xu)優(you)於(yu)±0.05毫米
，而平麵陣列必須有相同的或更好的公差。平麵必須在陶瓷煆燒之前完成（成形和鑽孔），在煆燒時它們會收縮
，一般是百分之二十左右。30毫米直徑平麵煆燒後引腳的位置相對於中心基準點移動至少超過2.5毫米，也就是說它是管腳公差允許值的50倍！

pingmianzhenlieshiyizhongzuixianjindewuyuanqijian。meigeqijianyongyouduogedianrongqi

，duogedianrongzhiyijiduozhongdianqigongnengdetidaipin，tajiushiyizhongyuanshidejichengwuyuanyuanjian。

多層壓敏電容陣列

低電壓時多層壓敏電阻的效能像電容器。晶體顆粒的邊界是絕緣的，表現出介電材料特性。MLV的有效介電常數約800，是典型的X7R多(duo)層(ceng)電(dian)容(rong)器(qi)介(jie)質(zhi)介(jie)電(dian)常(chang)數(shu)的(de)四(si)分(fen)之(zhi)一(yi)到(dao)三(san)分(fen)之(zhi)一(yi)。從(cong)壓(ya)敏(min)變(bian)阻(zu)器(qi)得(de)到(dao)的(de)電(dian)容(rong)值(zhi)是(shi)低(di)於(yu)那(na)些(xie)傳(chuan)統(tong)的(de)電(dian)容(rong)器(qi)。鑒(jian)於(yu)這(zhe)些(xie)是(shi)常(chang)規(gui)多(duo)層(ceng)電(dian)容(rong)器(qi)技(ji)術(shu)所(suo)能(neng)得(de)到(dao)的(de)低(di)端(duan)產(chan)品(pin)，從(cong)總(zong)價(jia)值(zhi)看(kan)
，MLV的濾波性能與一個電容器相比是無區別的。

當應用於濾波器時
，壓敏電阻提供了額外的瞬態保護功能。它將暫態電壓脈中所載的能量消耗成熱（圖5）。高導電氧化鋅顆粒作為散熱器可確保整個器件中迅速和均勻地散熱，並盡量減少溫度上升（但是壓敏電阻隻可以消耗少量的平均功率
，不適合應用在連續功率消耗上）。


圖5

已yi有you事shi實shi表biao明ming，可ke以yi建jian造zao一yi種zhong多duo層ceng結jie構gou，不bu具ju有you多duo層ceng電dian容rong元yuan件jian結jie構gou，因yin而er不bu能neng重zhong複fu用yong作zuo壓ya敏min電dian阻zu。這zhe些xie複fu雜za的de組zu成cheng部bu分fen納na入ru到dao起qi保bao護hu作zuo用yong的deEMI濾波連接器（包括插頭和插座）和濾波適配器。他們可以用於取代或補充在C，L
，T或Pi濾波器結構中的電容器。