[实用新型]用于手机键盘的瞬态电压抑制和抗浪涌电流保护结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种防止静电和浪涌电流的保护结构，具体地说，是关于一种用于手机键盘的瞬态电压抑制和抗浪涌电流保护结构，主要用于手机在运输，测试，使用过程中出现静电或浪涌电流等过电压/过电流时的一种保护手机内部芯片的结构。

背景技术

随着现代数字手机的智能化不断提高，手机内部电路的模块化集成度也越来越高。高度集成化，模块化的要求使得手机内部芯片的功能越来越复杂，而制造芯片的集成电路工艺也越来越先进，目前已经进入以90nm为代表的超深亚微米集成电路制造工艺时代。但是伴随着制造工艺的不断发展，芯片工作电压不断降低，工艺中的晶体管栅氧化层的厚度变薄(工作电压为5V的器件中，典型栅氧化层的厚度约为110A)，付出的代价就是芯片本身防静电和抗浪涌电流的能力越来越弱，这给手机整个系统的静电保护能力带来了巨大的挑战。

手机键盘作为直接与外部相连的设备，与键盘相连的内部芯片就显得特别容易遭遇到静电和浪涌电流的冲击，从而造成芯片损坏，直接影响手机的功能和使用可靠性。为达到保护内部芯片，一般在键盘与芯片端口处并联一个接地的压敏电阻。但是由于压敏电阻的钳位电压高，并且随着每次冲击，压敏电阻的质量会下降，使用寿命变短等缺点，使得整体的静电和浪涌电流保护能力受到极大的限制。

发明内容

综上所述，如何克服手机在运输，测试，或使用过程中，由于外部的静电，浪涌电流等过电压/过电流对手机造成损害，乃是本实用新型所要解决的技术问题，为此，本实用新型的目的在于提供一种结构简单，成本较低的防静电，抗浪涌电流保护结构。

本实用新型的技术方案如下：

根据本实用新型的一种用于手机键盘的防静电和抗浪涌电流的保护结构，其通过在与键盘相连的手机内部芯片端口并联一颗各反向的TVS二极管以达到保护芯片的目的。TVS二极管的阴极端与接口线相连，而阳极端则全部接地。手机内部芯片正常工作时，由于TVS二极管处于反向工作状态，漏电流极小(一般小于0.05μA)，对整个系统不产生任何影响。而当外界产生的静电通过对键盘传递到内部接口线上，当瞬态电压信号超过TVS二极管的反向击穿电压(一般为7V)，TVS二极管迅速雪崩，反向导通，电流首先从TVS二极管流到地，端口电压被TVS二极管钳位在较低的电压范围内，使得内部芯片处在安全区域，不会受到静电的冲击而损坏到芯片。当短暂的外界干扰消失后，TVS二极管又重新关闭，不影响芯片内部的正常工作。

附图说明

图1为本实用新型的防静电，抗浪涌电流的手机键盘结构示意图。

图2为本实用新型中的TVS二极管I-V特性图。

具体实施方式

下面根据图1和图2给出本实用新型一个较好实施例，并予以详细描述，以使本领域的技术人员更易于理解本实用新型的结构特征和功能特色，而不是用来限定本实用新型的范围。

本实用新型的电路结构是利用TVS二极管的瞬态反应速度快，钳位电压低，漏电流小，可靠性高等优点来取代传统的压敏电阻保护方式。主要是：在键盘与内部IC连接线上反向接入TVS二极管，在正常工作，不影响原有电路的功能；而在静电或浪涌电流干扰的情况下，当瞬态电压高于TVS二极管击穿电压时，首先使得TVS二极管导通，电流全部从TVS二极管流走，而接口电路端口处的电压被TVS二极管钳位在较低的电压上，实现对接口芯片的保护。

电路原理图如图1所示，反向接入的TVS二极管在出现静电或浪涌电流时，TVS二极管迅速导通，吸收静电或浪涌电流带来的短时间大能量，而电压被钳位在V_C，从而保护内部芯片的正常工作。

图2为TVS二极管的工作特性图，在接口线及内部芯片正常工作时，TVS二极管的最大工作电压为V_RWM，此时对应的最大漏电流约为0.05μA。而TVS二极管的反向击穿电压V_BR约为7V，即若接口线上瞬态电压出现大于V_BR电压时，由于V_BR较低，TVS二极管迅速导通，使得接口线上的电压被钳位在V_C，达到保护内部芯片的目的。