【正文】 幾件基于LED IC 可用，其數(shù)據(jù)速率為 10Mbps 及以上。系統(tǒng)隔離端的電源要求 主要設(shè)計(jì)考慮包括： 隔離串行數(shù)據(jù)流 隔離數(shù)字信號有很大選 擇范圍。作用在隔離屏障上的高轉(zhuǎn)換率瞬態(tài)電壓可做為單電容屏障器件的信號，所以已開發(fā)出雙電容差分電路以使誤差最小。這種器件曾用于數(shù)字信號，但線性化問題迫使模擬信號隔離采用變壓器，用調(diào)制載波使模擬信號跨越這個(gè)屏障。信號的性質(zhì)可以為電路 設(shè)計(jì)人員指明系統(tǒng)可考慮的那些正確的 IC。隔離可將信號分離到一個(gè)干凈的信號子系統(tǒng)地。這允許發(fā)送和接收端外的地或基準(zhǔn)電平之差值可以高達(dá)幾千伏，并且防止了可能損害信號的不同地電位之間的環(huán)路電流。 以每個(gè)轉(zhuǎn)換器工作於 2MHz來看，設(shè)計(jì)師可以采用陶瓷電容而非電解電容，并且得到體積小，可表面安裝，以及更低的 ESR和 ESL的好處。 這種多相技術(shù)產(chǎn)生了由 90 度相移分開的四個(gè)精確輸出電壓。它提供了對多達(dá)四個(gè)反向 DCtoDC 轉(zhuǎn)換器的控制，得到所需的速度和精度。 飽胃口極大的 Pentium Intel 的 PentiumⅡ 規(guī)格里，要求在 500ns 內(nèi)電流由 5A 增高至 20A，轉(zhuǎn)換率為每微秒 30A。 選擇 npn結(jié)構(gòu)而不是 pnp 結(jié)構(gòu)，是因?yàn)樗懈叩碾娮舆w移率和改進(jìn)的箝位特性。 和雪崩式 TVS 二極管傳統(tǒng)的 PN 結(jié)構(gòu)不同，這種 EPD 器件采用了更復(fù)雜的n+p+pn+四層結(jié)構(gòu)。 用於低壓電路的 TVS 電壓低於 5V 時(shí)，傳統(tǒng)的 PN 結(jié)型 TVS 實(shí)際上完全不起作 用。把它們放置於電路板上的正確地方就會顯出能源管理和保護(hù)方面有效與否的差別。無論對付的是更困難的保護(hù)，或更嚴(yán)格的能源管理，選擇恰當(dāng)?shù)脑鞘紫冗M(jìn)行的事情。 聰明地工作 雖然上面的例子說明了一些方法，可預(yù)知和避免混合訊號系統(tǒng)的某些陷阱，但這決不是巨細(xì)無遺的。決不可以返回到在輸入電容／ FET回路內(nèi)部的地。高低端地電位參考引腳應(yīng)該返回到極接近控制放大器封裝的地那里?？焖偎沧冐?fù)載電流是由這個(gè)電容器提供的，所以，連接線應(yīng)該既寬且短，以便把電感和電阻減至最小。 在上述兩個(gè) FET 接合點(diǎn)與輸出電感器之間的連接，應(yīng)該是寬的徑跡，同時(shí)盡可能地短。連接上應(yīng)寬即寬及應(yīng)短則短，以減少回路電感。 電路的大電流部份應(yīng)該先行布線，你應(yīng)該采用地平面（ groundplate），或應(yīng)該引入隔離或半隔離地平面區(qū)域，限制地電流進(jìn)入特 定區(qū)域。采取了多相控制器和轉(zhuǎn)換器的方案之後，你就要特別注意電路板的布線問題。其設(shè)計(jì)是要符合 Intel公司的高級 PentiumCPU 之緊迫電能／能源管理的要求。這就可以采用更小型，更便宜的輸入電容器。但是，對於四相轉(zhuǎn)換器方案，例如說，就會在這四個(gè)轉(zhuǎn)換器中平分這種輸出電流。在單相轉(zhuǎn)換方案中，輸入紋波電流等於輸出的紋波電流之半。同時(shí)，藉著采用多相轉(zhuǎn)換器的方案，你更可將負(fù)載需求分擔(dān)開來，每個(gè)轉(zhuǎn)換器只需較少的輸入電容，同時(shí)又能提供相同總量的電流能力。 有一種代替的辦法可以降低 ESR和 ESL的值，簡化生產(chǎn)過程，減少實(shí)際體積。這些電解電容雖然有很大的電容量，但隨之而來也有大的 ESR和 ESL，兩者都有違設(shè)計(jì)者心意的。 從轉(zhuǎn)換器觀點(diǎn)來看， di/dt 的值左右了對輸出電容的選擇，更特定地是電容的等效串聯(lián)電阻（ ESR）和等效串聯(lián)電感（ ESL）。例如，若L為 C 等於 41500μF，在負(fù)載上的瞬變其數(shù)量級為 200mV 峰對峰值，恢復(fù)時(shí)間 50 微秒。 能源分配 如果將 PC 的電流量變化與 10 年前的相比，增幅之大實(shí)在令人驚詫。在 PC 主機(jī)中，它們提 供短路電流保護(hù)和差錯(cuò)報(bào)告給控制器 IC。務(wù)令 TVS 和受保護(hù)線之間的通路變短，并且務(wù)令 TVS 器件盡可能靠近端口連接器。元件的放置和通路的長度仍然是重要的設(shè)計(jì)問題。并且，盡管能源管理已被寫入到 USB的規(guī)格中，但 ESD 的保護(hù)卻還沒有。由人體靜電對該插座感應(yīng)的 ESD 脈沖放電，會導(dǎo)通至電路板上，并會輕易地?fù)p壞 USB 控制器。還有， UB 介面有一根電壓供電線，可用來給連接著的周邊設(shè)備供電。在這里，除了瞬變保護(hù)之外，還需要有能源管理以適應(yīng)突然增加或減少的電流負(fù)載。 蜂窩電話或其他可攜電子設(shè)備會無心地帶電期間插入到或拔除自充電的系統(tǒng)。那些插板或插頭會插入到或拔除自帶有訊 號，電源線和地線的插座，而且有很高機(jī)會產(chǎn)生瞬變。為使效率提到最高，電路板的布線應(yīng)該是，保護(hù)器和受保護(hù)線路之間的通路必須減至最低，而在 RJ45連接器和保護(hù)器之間的通路長度也減至最低。 有一種情況是，訊號頻率很高（ 100Mbit/s）而供電電壓又低（典型是 ），保護(hù)器件必須有很低的容性負(fù)載，而其 standoff電壓遠(yuǎn)低於 5V。在典型系統(tǒng)里，每個(gè)端口所用的雙絞線對介面由兩個(gè)不同的訊號對所組成 —一對用於發(fā)射器，另一對用於接收器。在 Ether 交換器和路由器中所用的器件是暴露在高能量，雷電感應(yīng)瞬變之下的。而且， TVS 器件應(yīng)該盡可能地靠近連接器放置，以便將瞬變耦合到靠近的其他走線。以走線電感 20nH／寸來計(jì)算， 4 份 1寸走線自 10A 脈沖會引起 50V 的過沖。在快速上升時(shí)間瞬變的情況尤甚，例如 ESD。之後，還要考慮應(yīng)把該器件放在板上的甚麼地方，如何給電路板布線等問題。由加州伯克萊大學(xué)和 Semtech公司（加州 NewburyPark 市）共同開發(fā)的一種新技術(shù)，提供了一直低至 工作電壓的瞬變和 ESD 保護(hù)。 低於 5V 電壓的情況下，傳統(tǒng)的 TVS 二極管并非真正的選項(xiàng)。我 們可以想像一下，這樣的電容性負(fù)載加於 100Base－ TEther 發(fā)射器或接收器的輸入節(jié)點(diǎn)，或加於通用串行總線（ USB）輸入，會有甚麼問題。傳統(tǒng)的 TVS 二極管具有電壓相關(guān)的電容，隨電壓減少而增加。要在 5V 以下達(dá)致 Standoff 電壓，要采用高度的摻雜（在1018/cm3 或以上）。不過，傳統(tǒng) TVS 二極管的問題是低於 5V 以下會抬起它的頭。傳統(tǒng)的（ TVS）二極管是固態(tài) PN 結(jié)器件，低至 5V 的電壓也工作得很好。同理，它的箝位電壓要足夠低，以防止受保護(hù)器件的損壞，這是由於在瞬變情況下，輸入上的電壓會是保護(hù)器件的箝位電壓。不過，在過電壓的一瞬間，那同一個(gè)器件必須成為該瞬變電能的主要通路，將它從受保護(hù)器件的輸入中引開。 在一個(gè)保護(hù)輸入里，任何保護(hù)元件於正常運(yùn)作下都必須呈現(xiàn)為一個(gè)高阻抗電路。不過，鎖上和瞬變引致的損壞，在上述兩方面都成為問題。例如，大電流能源分布對於小型、便攜、手持式設(shè)備來說，就不是個(gè)大問題。如此一來，無論插入的板抑或主板都必須有適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)作用。 趨勢要求具有熱交換（ hotswap）的能力，意味著 你要能做到在現(xiàn)用系統(tǒng)里插入或除下電路板。你不可以簡單地建造一個(gè) 5V 電源并把布線引到相應(yīng)的總線。然而，新型的芯片 采用了 ，對於鎖上以及因瞬變而失效非常敏感 —因電能引致和雷電引致的瞬變。而且，這些器件也要求更緊逼的能源管理以符合愈來愈嚴(yán)格的允許電壓范圍。 為要達(dá)致這些更高的速度， IC 在設(shè)計(jì)和制造上都采用深度次微米尺寸（例如 ）。事實(shí)上，電路板中半寸長的地線可能會感應(yīng)起超過 1 伏特的電壓於其上。 “高速化 ”趨勢 將 1999 年中檔 PC 的規(guī)格與五年前的相比較，它的中央處理機(jī)速度提高了大約一個(gè)數(shù)量級，而由 CPU 消耗的電流也提高了約一個(gè)數(shù)量級。如果采用線性穩(wěn)壓器的話，應(yīng)該挑選超低壓差式的，可讓輸出維持於最小電池電壓。所以必須小心選擇、放置轉(zhuǎn)換器，也要小心進(jìn)行互連。這意味著 DC至 DC 轉(zhuǎn)換器必須是很高效率的。不過，增添外部元件來保護(hù) ESD 的破壞又會與小型化趨勢相違背。在低溫度的日子里，你正在地毯上走來走去，然後拿起蜂窩電話，接著 “啪 ”—這就會把一個(gè)高電壓，靜電放電（ ESD）脈沖傳到這個(gè)設(shè)備那里。 并行的走線愈來愈接近產(chǎn)生了愈來愈大寄生電容耦合，而這簡直是和距離平方成反比關(guān)系的結(jié)果，以前只有少數(shù)幾根走線的空間，現(xiàn)在納入了許多走線，結(jié)果，甚至是