專利名稱：：用二極管保護(hù)電子器件的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明設(shè)計(jì)用二極管保護(hù)電子器件的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
：基于磁頭的系統(tǒng)作為一種有成本效益的數(shù)據(jù)存儲形式在計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)中被廣泛接受。磁阻(MR)傳感器作為磁頭(傳感器)中的讀取元件特別有用，用于讀取高數(shù)據(jù)記錄密度的數(shù)據(jù)存儲產(chǎn)業(yè)的磁存儲數(shù)據(jù)。用于存儲產(chǎn)業(yè)的MR材料的三個實(shí)例為各向異性磁阻(AMR)，巨磁阻(GMR)和隧道結(jié)》茲阻(TMR)。MR和GMR傳感器作為小而薄的多層薄膜電阻器沉積在結(jié)構(gòu)基底上。薄膜電阻器可以通過接觸與薄膜電阻器電連接的金屬墊耦合到外部設(shè)備。MR傳感器在感應(yīng)讀取磁頭的情況下提供不直接與磁頭速度有關(guān)的高輸出信號。為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲產(chǎn)業(yè)所需的高氣體密度，傳感器4皮制造成具有相當(dāng)小的尺寸。尺寸越小，薄膜電阻器更容易被雜散電流或電壓尖峰損壞。在制造、處理MR薄膜電阻器以及把MR薄膜電阻器用作磁記錄傳感器的過程中遇到的主要問題是在磁頭的各個元件或者與傳感器，特別是薄膜類的傳感器接觸的其他物體上建立靜電記錄，以及由此產(chǎn)生的靜電(ESD)伴隨亂真放電。靜電可以外部產(chǎn)生并且在人體或者用于進(jìn)行磁頭制造或測試過程的儀器上聚積。可以通過靈敏傳感器的磁致過度加熱釋放這些靜電，導(dǎo)致傳感器的物理或磁損壞。如上所述，當(dāng)磁頭暴露在比正常操作條件下規(guī)定的電壓或電流更大的輸入電壓或電流下時，將損壞磁頭的傳感器或其他部件。這種電損壞的敏感性對MR磁頭傳感器特別嚴(yán)重，因?yàn)槠湮锢沓叽缣貏e小。例如，一個用于高記錄密度磁帶介質(zhì)(25Mbytes/cm2量級)的MR傳感器被構(gòu)造成為MR的電阻薄膜及附帶材料，將具有幾百埃量級的傳感薄膜組合厚度、寬度1~IO微米、高度l微米量級。未來的產(chǎn)品將使用更小的尺寸。磁盤存儲產(chǎn)業(yè)已經(jīng)使用具有0.2微米或更小的條紋高度和磁軌寬度的磁頭。幾十毫安的放電電流通過這么小的電阻器會導(dǎo)致MR傳感器的嚴(yán)重?fù)p壞或徹底毀滅。MR傳感器可能經(jīng)歷的損壞種類各種各樣，包括傳感器經(jīng)熔化和蒸發(fā)、金屬在栽磁表面(TBS)的氧化、電擊穿產(chǎn)生短路而徹底毀滅，以及降低磁頭性能的輕孩i的磁或物理損壞。引起傳感器嚴(yán)重?fù)p壞的短時電流或電壓脈沖被稱作靜電放電(ESD)脈沖。在先的ESD保護(hù)解決方案可以歸納為兩種方法1)通過使用二極管(diode);2)通過短路傳感器元件。這兩種方法都有很顯著的缺陷。通過短路傳感器連接到外部設(shè)備的兩端來短路MR傳感器提供了最佳的可行ESD保護(hù)。但是，迄今為止提出的方法需要半固定的短路，例如，可去除的焊接或特殊且昂貴的可去除元件。此外，一旦去除短路，MR傳感器容易受到ESD損壞的影響。在使用二極管的方法中，在系統(tǒng)正常操作的過程中二極管要與傳感元件保持平行。簡言之，當(dāng)通過二極管的電壓給定電壓(Vcrit)時，二極管通過分流ESD電流穿過二極管而不是MR(薄膜電阻器)而起作用。使用二極管的方法存在的潛在問題是1)泄漏在正常操作下的電流將降低傳感器的性能，2)二極管封裝的超重影響磁頭的機(jī)械運(yùn)動，3)增加多個二極管的額外成本，4)按自然法則可能在一根電纜上安裝多個二極管，以及5)在小磁帶驅(qū)動器內(nèi)空間受限。另一個問M，當(dāng)通過二極管的電壓(Vdi。de)超過臨界電壓Verit并且應(yīng)當(dāng)給電子器件四處分流時，二極管的電阻可以是IO歐姆量級的。對于一個100歐姆電阻的設(shè)備來說，該設(shè)備將分流電流的10%。如果通過二極管的電流為200mA，那么，通過設(shè)備的電流將為20mA。對于具有薄膜層和小條紋高度的靈敏GMR傳感器來說，20mA量級的電流可以毀壞設(shè)備。另外，通過ED的電壓將(近似)臨界電壓加上二極管電流乘以i殳備的電阻。對上述實(shí)例來說，由歐姆定律給出的通過ED的電壓將為2V。對于很多用于數(shù)據(jù)存儲產(chǎn)亞的靈敏ED，例如，TMR傳感器來說，由于介質(zhì)擊穿低至0.5V1V的電壓將損壞部件。因此，存在為電子器件，例如，磁頭提餘床護(hù)的需要。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的一種用于保護(hù)電子器件使其免于電故障(electricalevent)，如，靜電放電和其他亂真事例的系統(tǒng)，包括用于傳遞電流通過電子器件的第一和第二導(dǎo)線，一個當(dāng)所述導(dǎo)線耦合到電子器件時與電子器件串聯(lián)耦合的第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)，和一個耦合到所述導(dǎo)線的第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)，使得當(dāng)所述導(dǎo)線耦合到電子器件時，第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)與該電子器件和第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)并聯(lián)。根據(jù)本發(fā)明的其他方面的一種用于保護(hù)電子器件使其免于電故障的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以用于要保護(hù)的電子器件連接到導(dǎo)線、電線或電纜(在上文稱作導(dǎo)線)的情況，該導(dǎo)線、電線或電纜在連接到電子器件的一端(近側(cè))與連接到外部電子器件的一端(遠(yuǎn)側(cè))之間顯示出電感性阻抗。才艮據(jù)一個實(shí)施例的系統(tǒng)包括用于傳遞電流通過電子器件的第一和第二導(dǎo)線，一個耦合到所述導(dǎo)線的第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)，當(dāng)導(dǎo)線在近側(cè)耦合到電子器件時，第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)與電子器件并聯(lián)；和一個耦合到所述導(dǎo)線的第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)，使得第二二極管與電子器件并聯(lián)，并且位于比在遠(yuǎn)側(cè)的第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)離電子器件更遠(yuǎn)的位置。第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)的一個用途是為了減小電故障的脈沖寬度。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種用于保護(hù)電子器件使其免于電故障的系統(tǒng)，包括用于傳遞電流通過電子器件的第一和第二導(dǎo)線，一個耦合到所述導(dǎo)線的第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)，使得當(dāng)導(dǎo)線耦合到電子器件時，第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)與電子器件并聯(lián)，和一個與電子器件串聯(lián)耦合的電阻器機(jī)構(gòu)。根據(jù)一個實(shí)施例的一種用于選擇保護(hù)電子器件使其免于電故障的二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)的方法，包括，選擇與電子器件并聯(lián)的第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)，以及選擇與電子器件串聯(lián)連接的第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)，其中，選擇二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)，使得當(dāng)在工作范圍內(nèi)的電流或電壓(中心電流)施加到電子器件的導(dǎo)線上時，更多電流通過電子器件和笫二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)；并且，當(dāng)比工作范圍更高的電流或電壓施加到電子器件的導(dǎo)線上時，更多的電流通過第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)。通過結(jié)合附圖以例舉本發(fā)明的原理的方式闡述的下述詳細(xì)說明，本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)將更加清楚。為全面理解本發(fā)明的本質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)，以及優(yōu)選實(shí)施方式，將結(jié)合附圖進(jìn)行下述詳細(xì)說明。圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的一種用于保護(hù)電子器件使其免于電故障的系統(tǒng)的圖示；圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的一種用于保護(hù)電子器件使其免于電故障的系統(tǒng)的圖示；圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的一種用于保護(hù)電子器件使其免于電故障的系統(tǒng)的圖示；圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的一種用于保護(hù)電子器件使其免于電故障的系統(tǒng)的圖示；圖5為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的一種用于保護(hù)電子器件使其免于電故障的系統(tǒng)的圖示；圖6為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的一種用于保護(hù)電子器件使其免于電故障的系統(tǒng)的圖示；圖7為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的一種用于保護(hù)電子器件使其免于電故障的系統(tǒng)的圖示；圖8為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的一種用于保護(hù)電子器件使其免于電故障的系統(tǒng)的圖示；圖9為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的一種選擇用于保護(hù)電子器件使其免于電故障的二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)的方法的流程圖10為具有nl個帶有串聯(lián)電阻器的理想二極管，并且全部并聯(lián)連接的系統(tǒng)的示意圖IIA為1個和并聯(lián)連接IO個二極管的電阻-電壓(RV)曲線圖；圖IIB為1個和并聯(lián)連接10個二極管的電流-電壓(IV)曲線圖；圖12A表示根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的nl個二極管和一個電子器件(ED)彼此并聯(lián)連接的系統(tǒng)的等效示意圖12B表示根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的系統(tǒng)的等效示意圖，其中n2個二極管(D2)彼此并聯(lián)并與一個電子器件(ED)串聯(lián)，以及nl個二極管(Dl)彼此并聯(lián)且與串聯(lián)連接的D2和ED并聯(lián)；圖13為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的一個用于保護(hù)電子器件使其免于電故障的系統(tǒng)的圖示；圖14為使用不同二極管保護(hù)方案的ED的總故障電流圖15為一個理想二極管和一個帶有串聯(lián)的10歐姆電阻器的理想二極管的IV曲線；圖16A為在26、50和卯'C測量的兩個正向偏置PN二極管的IV曲線；圖16B為在26、50和卯'C測量的兩個正向偏置PN二極管的RV曲線；圖17A為在26、50和90C測量的兩個正向偏置PN二極管的IV曲線；圖17B為在26、50和90'C測量的兩個正向偏置PN二極管的RV曲線；圖18A為具有RED=30歐姆和二極管保護(hù)電路的ED的IV曲線，其中，二極管保護(hù)電路包括與ED串聯(lián)的系統(tǒng)D2、與由D2和ED形成的元件并聯(lián)的二極管系統(tǒng)D1。該IV跨越ED的電壓IV工作范圍；圖18B為具有RED=30歐姆和二極管保護(hù)電路的ED的IV曲線，其中，二極管保護(hù)電路包括與ED串聯(lián)的系統(tǒng)D2、與由D2和ED形成的元件并聯(lián)的二極管系統(tǒng)Dl。該IV超過正常工作電流ii^高電流狀態(tài)；圖19A為具有RED=100歐姆和二極管保護(hù)電路的ED的IV曲線，其中，二極管保護(hù)電路包括與ED串聯(lián)的系統(tǒng)D2、與由D2和ED形成的元件并聯(lián)的二極管系統(tǒng)D1。該IV跨越ED的電壓IV工作范圍；圖19B為具有RED=100歐姆和二極管保護(hù)電路的ED的IV曲線，其中，二極管保護(hù)電路包括與ED串聯(lián)的系統(tǒng)D2、與由D2和ED形成的元件并聯(lián)的二極管系統(tǒng)Dl。該IV超過正常工作電流進(jìn)入高電流狀態(tài)；圖20A為具有RED=30歐姆和二極管保護(hù)電路的ED的IV曲線，其中，二極管保護(hù)電路包括與ED串聯(lián)的系統(tǒng)D2、與由D2和ED形成的元件并聯(lián)的二極管系統(tǒng)D1，D1和D2相同。該IV跨越ED的電壓IV工作范圍；圖20B為具有RED=30歐姆和二極管保護(hù)電路的ED的IV曲線，其中，二極管保護(hù)電路包括與ED串聯(lián)的系統(tǒng)D2、與由D2和ED形成的元件并聯(lián)的二極管系統(tǒng)D1，D1和D2相同。該lV超過正常工作電流ii^高電流狀態(tài)；圖21A為利用電壓電源的電阻/電壓曲線圖，示出了串聯(lián)電阻值分別為0.01、0.5、1、1.5和2歐姆的1個和5個二極管的RV曲線；圖21B為利用電壓電源的電流/電壓曲線圖，示出了串聯(lián)電阻值分別為0.01、0.5、1、1.5和2歐姆的5個二極管的IV曲線；圖22A為關(guān)于通過連接電纜的電子器件的100ns寬的電流脈沖的電流/時間的示圖，其中，電子器件包括在柔性電纜一端的MR條(及其內(nèi)部導(dǎo)線)(ED)和兩個彼此串聯(lián)的正向設(shè)置且與MR在電纜近側(cè)并聯(lián)的二極管(Dl)。50歐姆的電阻器與連接電纜的電子器件ED串聯(lián)。在電阻器和連接電纜的電子器件兩端的電壓(Vset)為3、10和15.5V;圖22B為對于與22A所描述的相同的電路，ED兩端的電壓與時間的示圖23為使用1~10個二極管的電路的示意圖24A為連接電纜的二極管并且1、2和5個二極管并聯(lián)的電壓及總電壓與時間的示圖24B為關(guān)于1、2和5個并聯(lián)的二極管的總電流和每個二極管的電流與的電壓的示圖?？傠娏鲗τ谒腥N情況沒置為約180mA;圖25為在電路的兩個位置上具有二極管的系統(tǒng)的示意圖26表示可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)使用的磁帶驅(qū)動器。具體實(shí)施例方式下述說明是目前預(yù)期的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳實(shí)施例。該說明旨在闡述本發(fā)明的主要原理，無意限定這里聲稱的發(fā)明構(gòu)想。本說明公開了用于保護(hù)電子器件的組件免于電故障，如，ESD放電的系統(tǒng)和方法。為便于理解并將在上下文中闡述本發(fā)明，很多下述說明將本發(fā)明描述為使用磁阻(MR)傳感器作為實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)理解，這里教導(dǎo)的發(fā)明還可以應(yīng)用于其他電子器件。還應(yīng)當(dāng)注意，對于不同實(shí)施例描述的不同部件和組件及其特性可以用于其他實(shí)施例，以產(chǎn)生多種可能的每種組合和置換。圖1示出用于保護(hù)電子器件免于電故障的系統(tǒng)100的一個實(shí)施例。如圖所示，該系統(tǒng)包括第一和第二導(dǎo)線，分別用102和104表示，用于傳遞電流通過一個電子器件106，如，MR傳感器。第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)108耦合到導(dǎo)線，使得當(dāng)導(dǎo)線耦合到電子器件上時，第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)與電子器件并聯(lián)。當(dāng)導(dǎo)線耦合到電子器件上時第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)110與電子器件串聯(lián)。存在多個電子器件時，可以為每個電子器件提供一個這樣的系統(tǒng)。每個二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)可以僅包括一個單獨(dú)的二極管。如果只有一個二極管用于并聯(lián)二極管，優(yōu)選具有與輸入到電子器件的信號相同的極性，因?yàn)槿绻褂貌划?dāng)(例如，在連接到所述器件之前打開)信號電壓源會成為一個損壞源。然而，優(yōu)選地，二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)中的一個或多個可以包括交叉的二極管(crosseddiodes),如圖2所示。交叉的二極管是指并聯(lián)連接并具有相反極性的二極管。交叉的二極管具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，任一導(dǎo)線引入的任一極性的電故障可以通過連接到兩導(dǎo)線的二極管迅速分流而不流過該電子器件。換言之，分流能夠雙向傳遞兩種極性的電流。二極管用作電子器件式的單向閥。當(dāng)正向偏置時，它可以使電流在一個方向流動，但是，當(dāng)反向偏置時，在反方向減小或阻斷電流。通過正向偏置的二極管的電流隨著所施加的電壓指數(shù)增加。正向偏置的二極管的電流-電壓或I-V特性可以用三個工作區(qū)域來近似低、中和高電流模式。兩個導(dǎo)線之間低于一定的電勢差時，可以把二極管看作開路(基本上絕緣)(低電流才莫式)。在某偏置電壓(V。n)時，通過二極管的電流與ED的工作電壓相當(dāng)。這是中電流模式。最后，高于某臨界電壓(Vent)時，通過二極管的電流大于ED工作點(diǎn)，并且，對于二極管上的電壓的微小變化，電流顯著增長。通常，PN二極管在正向偏置時具有約0.6至0.8V的開啟電壓。如后面所要看到的，PN二極管可以是具有更低V卯肖特基(Schottky)二極管，通常V。n約0.3至0.4V。但是，本發(fā)明不限于這些特定的電壓，并可以具有更高或更低的電壓特性。二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)可以利用多個具有基;^目同的開啟電壓(V。n)或故意采取的不同的開啟電壓的二極管用于保護(hù)。優(yōu)選二極管具有快速響應(yīng)時間。優(yōu)選地，響應(yīng)時間小于約20納秒，理想地，小于約10且甚至小于約1至5納秒，以在ESD事件期間分流快速電流脈沖。限制二極管保護(hù)與二極管并聯(lián)的電子器件的能力的一個方面在于二極管具有串聯(lián)電阻，或有效"開啟"電阻(RoJ。Ron的值越高，通過并聯(lián)電子器件而不是通過二極管分流的電流越多。參照圖3，一個或多個二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)108、IIO可以包含多組，即nl和n2組并聯(lián)i殳置的二極管。設(shè)置彼此并聯(lián)的多個二極管使特定的二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)的"開啟，，電阻(Ron)降低，而不改變Verit。更詳細(xì)地說，可以概念性地把二極管看作一個理想二極管和一個串聯(lián)電阻的串聯(lián)。彼此并聯(lián)的二極管的數(shù)量越大，二極管組的串聯(lián)電阻越小，從而在給定的施加電壓下，更多的ESD感應(yīng)電流將通過二極管組。當(dāng)二極管或二極管組與ED并聯(lián)時這是有益的，因?yàn)槎O管(或二極管組)的有效串聯(lián)電阻越小，在電故障期間通過ED的電流越小。對于每個二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)來說，二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)中的二極管的數(shù)量和特性可以是相同或不同的。通過選擇每個二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)中二極管的數(shù)量，和/或通過選擇具有不同特性的二極管，可以調(diào)整系統(tǒng)的整體特性用于特定的應(yīng)用。例如，與ED并聯(lián)耦合以在高電流事件期間從ED分流電流的二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)可以包括多個并聯(lián)的二極管以降低整個分流二極管組的"開啟"電阻。在正常操作的過程中，分流二極管應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)為分流盡可能少的電流，同時與ED串聯(lián)的二極管或二極管組變?yōu)閷?dǎo)通，這樣，大多數(shù)電流通過ED。為實(shí)現(xiàn)上述結(jié)果，可以調(diào)整所使用的二極管的數(shù)量和/或單個二極管和/或二極管組的二極管特性，例如，載流子濃度、摻雜類型、摻雜水平、帶隙水平等。下面將更詳細(xì)地描述說明如何使用二極管組合產(chǎn)生調(diào)整系統(tǒng)的說明性方法。在優(yōu)選實(shí)施例中，二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)的特性為當(dāng)電子器件工作范圍內(nèi)的電流或電壓通過導(dǎo)線時，更過的電流通過電子器件和第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)(與ED串聯(lián))，并且，當(dāng)高于電子器件工作范圍的電流或電壓通過導(dǎo)線時，更多的電流通過第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)。下面將描述如何設(shè)計(jì)和構(gòu)建這種系統(tǒng)的更多信息。電故障的另一方面是電脈沖的寬度或其持續(xù)時間。通常，脈沖越寬，損壞電子器件所需的電壓或電流越低。因此，減小脈沖的寬度是有益的?？梢酝ㄟ^將二極管設(shè)置在連接到外部電子器件且在電纜電感之前的電纜輸入端(位于ED的遠(yuǎn)端)來減小脈沖寬度。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明另一方法的保護(hù)電子器件免于電故障的系統(tǒng)400。該系統(tǒng)包括用于傳遞電流通過電子器件406的第一和笫二導(dǎo)線402、404。第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)408耦合到導(dǎo)線，使得第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)與電子器件并聯(lián)，且當(dāng)導(dǎo)線耦合至電子器件時第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)朝向電子器件放置。第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)410耦合到導(dǎo)線，使得第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)與電子器件并聯(lián)，且當(dāng)導(dǎo)線耦合到外部電子器件(遠(yuǎn)側(cè)位置)時錯誤！鏈接無效。遠(yuǎn)離電子器件放置，第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)用于減小電故障的脈沖寬度。第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)與在第一和第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)之間或者在笫二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)和電子器件之間的導(dǎo)線的電感一起使電故障的脈沖寬度變窄。最終結(jié)果是由于更短的脈沖寬度，電子器件在其損壞前可以承受更高的電壓或電流。如前所述，在實(shí)際保護(hù)中，交叉的二極管可以用于防止任何極性的高電流故障。在一個示意性實(shí)施例中，耦合到電子器件的電纜可以看作一個電感。第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)比第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)設(shè)置得更靠近電子器件，并且，優(yōu)選非?？拷娮悠骷５诙O管保護(hù)機(jī)構(gòu)，優(yōu)選位于朝向電纜遠(yuǎn)離電子器件的端部(遠(yuǎn)側(cè)位置)，減小從該電纜端起始的電故障的脈沖寬度。當(dāng)二極管靠近傳感器(近側(cè)位置)設(shè)置時，電纜電感位于破壞源(damagesource)和二極管之間。該源通常為高頻。對于機(jī)^M^型(MM)或電荷耦合器件(CCD)來說，脈沖通常在1和5ns持續(xù)時間(t)。具有30~100nH的電感(L)的電纜阻抗為2*tt*L/t或?qū)τ谠诩s1和5ns之間脈沖寬度在約37和630Q之間。二極管靠近磁頭，將把磁頭的電壓限制到二極管極限電壓(Vd)。二極管位于電纜的另一端，將增加電纜阻抗。對于100Q的磁頭，在上述條件下，磁頭的電壓將減小到二極管電壓的73%(100/137)和14%(100/730)之間。在上面所描述的實(shí)施例以及此處呈現(xiàn)的所有實(shí)施例中，二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)可以是相同的或者不同的，可以包含交叉的二極管，可以包含不同數(shù)量的二極管和/或具有不同特性的二極管等等。圖5描述了才艮據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于保護(hù)電子器件免于電故障的系統(tǒng)500。如圖所示，該系統(tǒng)包括用于傳遞電流通過電子器件506的第一和笫二導(dǎo)線502、504。第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)508耦合到導(dǎo)線，使得當(dāng)導(dǎo)線耦合到電子器件時第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)與電子器件并聯(lián)。電阻器機(jī)構(gòu)510，如，電阻器或其他產(chǎn)生阻抗的器件與電子器件串聯(lián)耦合。設(shè)置與電子器件(如，MR傳感器)串聯(lián)的電阻器機(jī)構(gòu)減小了在電故障過程中通過電子器件的電壓。例如，如果電阻機(jī)構(gòu)的電阻值等于電子器件的電阻值，該電子器件上的電壓減半。在一個實(shí)例中，如果在故障時具有100歐姆阻抗的TMR傳感器最終毀于0.5V量級的電壓，那么，與TMR傳感器并聯(lián)的PN二極管將不會保護(hù)它。PN二極管不能提供保護(hù)是由于其0.60.8V的高開啟電壓。如果在太低的分流電流時二極管達(dá)到0.5V電壓值，與TMR傳感器并聯(lián)的肖特基二極管將不會提供有效的保護(hù)。為了給TMR傳感器增加附加的保護(hù)，可以增加與TMR傳感器串聯(lián)的100歐姆的保護(hù)電阻，將TMR傳感器的電壓減半。然后，一組二極管可以與串聯(lián)連接的TMR傳感器和保護(hù)電阻并聯(lián)。保護(hù)電阻值越大，保護(hù)越強(qiáng)。加入很大電阻值的保護(hù)電阻的缺點(diǎn)在于降低系統(tǒng)的信噪比。為制造所述器件，可以使用商業(yè)上可獲得的二極管。所需的多個二極管耦合到基底或接點(diǎn)引線。二極管可以M在電纜或基底中的任一個上。接合方法包括焊接方法、導(dǎo)線接合或各項(xiàng)異性導(dǎo)電薄膜(ACF),這里僅指出了幾種。二極管還可以直接在包含傳感器的晶片上制造，如果后者建立在硅或鍺晶片上。對于》茲帶磁頭傳感器元件的所需特性還可以特定地i殳計(jì)二極管。在對磁帶磁頭傳感器元件的應(yīng)用中，可以定制二極管使二極管在傳感器工作點(diǎn)分流最小電流，而在ESD故障的情況下提供最大的保護(hù)。此處呈現(xiàn)的系統(tǒng)可以應(yīng)用于耦合到電子器件的電纜。例如，二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)或其一部分可以采用已知方法形成在電纜上。同樣地，該系統(tǒng)或者其一部分可以采用已知方法在電子器件的同一基底上實(shí)施。在另外的實(shí)施例中，該系統(tǒng)或者其一部分可以以芯片的形式實(shí)施，用于耦合到電纜、電子器件等。在另外的實(shí)施例中，該系統(tǒng)或者其一部分可以通過壓緊連接耦合到電纜或電子器件。因此，短語"當(dāng)導(dǎo)線耦合至電子器件"意為包含所有可能的設(shè)置，包括可以從電子器件上拆除的導(dǎo)線，例如，在電纜或芯片中；與電子器件一體的導(dǎo)線，例如，在薄膜加工中與器件的其他層一起形成的導(dǎo)線；永久M到電子器件上的導(dǎo)線等等。如上所述，可以購買或制造具有二極管的芯片，之后，包含于芯片的二極管安裝到基底上。例如，可以特定制造具有全部數(shù)量的二極管的一個單一的芯片，用于所需保護(hù)的全部數(shù)量的傳感器元件，也可以使用現(xiàn)貨供應(yīng)的二極管封裝。例如，商業(yè)封裝的二極管芯片具有8個二極管。如果每個元件僅需要兩個二極管(雙極性)，并且磁帶磁頭具有八個傳感器元件，那么，用最少兩個封裝的二極管芯片耦合到磁帶磁頭傳感器元件。如果磁帶磁頭具有16個傳感器元件，那么，8個二極管的二極管芯片封裝最少需要四個以用于保護(hù)所有磁帶磁頭傳感器元件。因此，可以根據(jù)磁頭中傳感器元件的數(shù)量確定所需封裝二極管芯片的數(shù)量?？捎糜诒景l(fā)明的一個示例性芯片為可以從Microsemi，8700E.ThomasRdPOBoxl390，Scottsdale,AZ85252USA購得的MMAD1180二極管陣列。這種低電容二極管陣列為多個、離散、獨(dú)立接點(diǎn)，通過平面加工制造且安裝在16管腳的封裝中，用作ESD保護(hù)二極管，通過引導(dǎo)他們至電源線的正側(cè)或地，保護(hù)最多8個1/0端口免于ESD、EFT或電涌。或者，芯片可以包括多個二極管，可以用于傳感器陣列中的每個傳感器。圖6示出根據(jù)一個實(shí)施例的保護(hù)電子器件免于電故障的系統(tǒng)600,該系統(tǒng)包括許多上面公開的組件。如圖所示，該系統(tǒng)包括用于傳遞電流通過電子器件606,如，MR傳感器的第一和第二導(dǎo)線602、604。第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)608耦合到該導(dǎo)線，使得當(dāng)導(dǎo)線耦合到電子器件時，第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)與電子器件并聯(lián)。當(dāng)該導(dǎo)線耦合到電子器件時，第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)610或電阻保護(hù)機(jī)構(gòu)612或二極管和電阻機(jī)構(gòu)614與電子器件串聯(lián)。第三二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)616耦合到該導(dǎo)線，使得當(dāng)導(dǎo)線耦合到遠(yuǎn)側(cè)電子器件時，第三二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)與電子器件并聯(lián)，且遠(yuǎn)離電子器件設(shè)置，第三二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)用于降低電故障的脈沖寬度。優(yōu)選地，第三二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)的一條引線連接至第一導(dǎo)線602,且另一條引線連接至笫二導(dǎo)線604，兩個連接都在電纜的遠(yuǎn)側(cè)端。電感618表示將二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)616與二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)608分開的電纜或?qū)Ь€的電感。圖7示出圖2的系統(tǒng)100存在于二極管芯片700上的一個實(shí)施例。二極管芯片700包括第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)108和第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)110。如圖所示，該系統(tǒng)包括用于傳遞電流通過電子器件106，如，AMR、GMR或TMR傳感器的第一和第二導(dǎo)線102、104。導(dǎo)線可以是電纜機(jī)構(gòu)702的一部分，例如，本領(lǐng)域公知類型的標(biāo)準(zhǔn)電纜，或以這種電纜為代表的組件。第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)108耦合到該導(dǎo)線，使得當(dāng)該導(dǎo)線耦合到電子器件時，第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)與電子器件并聯(lián)。當(dāng)該導(dǎo)線耦合到電子器件時，第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)110與電子器件串聯(lián)。芯片700可以通過任何適當(dāng)?shù)腤^J，如，焊接、用導(dǎo)電粘合劑(如，各項(xiàng)異性導(dǎo)電薄膜或"ACF")接合、壓緊安裝等等耦合至導(dǎo)線102和104。電子器件106可以通過任何適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)，如，焊接、用導(dǎo)電粘合劑(如，各項(xiàng)異性導(dǎo)電薄膜或"ACF")#、壓緊安裝等等耦合至導(dǎo)線102和104。當(dāng)然，二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)108和110也可以在分離的二極管封裝芯片上，原理相似。圖8示出圖2的系統(tǒng)存在于多個芯片800上且存在多個電子器件106的一個實(shí)施例。如圖所示，該系統(tǒng)包括用于傳遞電流通過電子器件，如，MR傳感器的第一和第二導(dǎo)線102、104。第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)108耦合到該導(dǎo)線，使得當(dāng)該導(dǎo)線耦合到電子器件時，第一二極管保護(hù)才幾構(gòu)與電子器件并聯(lián)。當(dāng)該導(dǎo)線耦合到該電子器件時，第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)110與電子器件串聯(lián)。圖9描述了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例選擇用于保護(hù)電子器件免于電故障的二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)的通用方法。在步驟902中，選擇第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)用于與電子器件并聯(lián)。在步驟904中，選擇第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)用于與電子器件串聯(lián)。優(yōu)選各二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)使得當(dāng)工作范圍內(nèi)的電流或電壓施加到電子器件的導(dǎo)線上時，更多電流通過電子器件和第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)，并且當(dāng)高于工作范圍的電流或電壓施加到電子器件的導(dǎo)線上時，更多電流通過第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)。下面提出各種可用于進(jìn)行該通用方法的策略的實(shí)例。簡言之，在能夠毀壞電子器件的電流水平，優(yōu)選最小化通過電子器件的電流，因而具有最多的電流通過與電子器件并聯(lián)的二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)分流。相反地，在較低的電壓，例如，在工作范圍內(nèi)，優(yōu)選具有最多的電流通過電子器件(和與電子器件串聯(lián)的二極管)。因此，可以調(diào)整本發(fā)明的系統(tǒng)，在較低的電流水平，如，在工作水平時最大化通過電子器件的電流，而在發(fā)生不利的電故障時最大化通過與電子器件并聯(lián)的二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)的電流。此外，下面提出選擇二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)的所需特性的指導(dǎo)。有很多種選擇具有所需特性的二極管機(jī)構(gòu)的方式。例如，可以選，先制造的或現(xiàn)貨供應(yīng)的二極管。此外，可以通過改變組分和構(gòu)造來調(diào)整每個二極管或二極管組的特性。例如，可以調(diào)整的W:有，栽流子濃度、摻雜類型、摻雜水平、帶隙水平等。這些可變量反過來確定二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)將如何工作。還可以僅通過改變用于串聯(lián)或并聯(lián)的二極管機(jī)構(gòu)的二極管的數(shù)量來調(diào)整二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)。例如，將并聯(lián)二極管的數(shù)量從l增加至nl(>1)，導(dǎo)致在該二極管機(jī)構(gòu)兩端上的固定電壓降條件下，通過該給定的二極管機(jī)構(gòu)的電流量增長到nl倍。增加并聯(lián)二極管機(jī)構(gòu)的二極管數(shù)量導(dǎo)致更多的電流通過并聯(lián)二極管分流，更少的電流通過電子器件。增加串聯(lián)二極管機(jī)構(gòu)的二極管數(shù)量導(dǎo)致更多的工作范圍內(nèi)的電流通過串聯(lián)的二極管和電子器件。注意，對于對電故障敏感的器件來說，可以選擇大約相等的并聯(lián)和串聯(lián)二極管開啟電壓。下面還要提出用于其他類型的實(shí)施例的二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)的選擇規(guī)則和指導(dǎo)，包括當(dāng)二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)朝向電纜的相反兩端設(shè)置的情況。詳細(xì)的描述和實(shí)例本發(fā)明的一些實(shí)施例提供的一個有益之處在于防止ESD損壞。為了分析不同的保護(hù)電路，理解二極管的功能很重要。首先闡述理想的二極管，接著描述包括與理想二極管串聯(lián)的內(nèi)部二極管電阻的實(shí)際二極管。理想二極管模型理想二極管的數(shù)學(xué)解釋如下在給定電壓(V)時，二極管的電流(Ia)為(1)Id(V，T)=I。[eXp(eqV/[KBT])-ll=I0(T)[eXp(V/Vg(T))]-l]，其中(2)Vg(T)=KBT/[eq](3)I0(T)=Ioaexp(-eV0/[KBT])其中，e為電子電荷，T為溫度，且KB為玻爾茲曼(Boltzmann)常數(shù)。Ioa、Vo和q(l>q>0)為二極管參數(shù)。并聯(lián)多個二極管將降低二極管組的有效電阻。當(dāng)nl個二極管并聯(lián)時，總電流(It。ta,)將為n1Id。(4)<formula>seeoriginaldocumentpage19</formula>因而，對于給定的電壓，多個二極管的電阻(R,)由比值V/I固給出(5)<formula>seeoriginaldocumentpage19</formula>,(6)<formula>seeoriginaldocumentpage19</formula>上述方程描述了理想二極管的IV特性。實(shí)際二極管影響其IV特性的一個重要的方面是其串聯(lián)電阻。具有串聯(lián)電阻的二極管的電流源情況實(shí)際二極管包括一個二極管結(jié)構(gòu)內(nèi)部的串聯(lián)電阻。二極管串聯(lián)電阻導(dǎo)致二極管總電壓(Vt。ta，)由理想二極管電壓(等式1-3中的V)加上通過串聯(lián)電阻(Rs)的壓降的總和給出。于是，該電壓為理想部分的電壓(等式l中的V)加上電流(It。tal(V))乘以Rs:(7)<formula>seeoriginaldocumentpage19</formula>如上所述，從概念上講，二極管可以看作一個理想二極管和一個串聯(lián)電阻。為進(jìn)一步解釋，參照圖10，該圖為并聯(lián)nl個二極管的示意圖1000。每個二極管具有一個串聯(lián)電阻Rs和一個電壓Vd的理想二極管組件。彼此并聯(lián)的二極管越多，該二極管組的串聯(lián)電阻越低，從而，更大量的ESD感生電流將流過二極管組。其有益之處在于二極管(或二極管組)的有效串聯(lián)電阻越低，在電故障期間施加在電子器件的電壓將越低。圖11A通過描繪并聯(lián)的1個和10個1N914二極管的電阻與電壓(RV)曲線1100用圖示說明了這一點(diǎn)。該電阻為二極管和外部導(dǎo)電(Rwire)電阻的總和。圖11B示出并聯(lián)的1個和10個二極管的電流與電壓(IV)曲線1150。該電流為通過二極管的總電流。在每種情況下，電壓施加到串聯(lián)的二極管和59歐姆電阻器上。圖11A和11B示出在固定的正向電壓值條件下并聯(lián)二極管將二極管的電阻降低的示圖。因此，高電流^^莫式中電壓源ESD/EOS故障顯著降低。二極管參數(shù)的確定可以通過測量在多個溫度下二極管的IV特性來試驗(yàn)性地測量限定二極管的參數(shù)Ioa、Vo、q和Rs。圖16A和16B示出兩個理想二極管的電流與電壓(IV)以及電阻與電壓(RV)曲線1600、1650。特別地，圖16A和16B描述了在26、50和卯'C溫度下二極管DN16(KOASpeer)(16A)的電流和(16B)電阻與DC正向偏置電壓的曲線圖。IV曲線擬合了加上了4.7歐姆的串聯(lián)電阻(Rs)的標(biāo)準(zhǔn)理想二極管等式(等式1-3)。電壓由等式7和等式1-3給出。用于擬合數(shù)據(jù)的參數(shù)為Ioa=2.7xl04A，Vo=0.75V，q=0.57，Rs=4.7Q。q值為0.57表示相似的電子和空穴載流子濃度。圖17A和17B描述了在26、50和90C溫度下二極管DN4(KOASpeer)的(17A)電流和(17B)電阻與DC正向偏置電壓的曲線圖1700，1750。IV曲線擬合了加上4.7歐姆的串聯(lián)電阻(Rs)的標(biāo)準(zhǔn)理想二極管等式。q值為0.95表示一種栽流子類型占優(yōu)勢。電壓由二極管電壓加上二極管電流乘以導(dǎo)線電阻的總和給出。導(dǎo)線電阻包括內(nèi)部二極管電阻。串聯(lián)電阻的效果的圖表分析示于圖21A中，該圖為當(dāng)二極管都具有0.01，0.5,1,1.5或2歐姆的串聯(lián)電阻值時并聯(lián)1個和5個二極管的電阻(VdiQde/Id)與電壓源的電壓的示圖2100。圖21B為當(dāng)所有5個二極管都具有0.01，0.5，1，1.5或2歐姆的串聯(lián)電阻值時并聯(lián)5個二極管的電流與電壓源的電壓的示圖2150。其中的曲線用二極管D1N914的解析模型產(chǎn)生。該圖表示出對于固定的施加到二極管的電壓，二極管串聯(lián)電阻導(dǎo)致與理想二極管相比的電流下降。該圖表還證明了對于固定的電壓，通過nl個二極管分流的電流為通過一個二極管分流量的nl倍，故障發(fā)生的電流水平增加了nl倍。高電流限制時二極管的解析表達(dá)式在二極管低電流模式時，當(dāng)Rd(V，T)〉〉Rs時，電壓降幾乎完全加在二極管上，這樣，Vtotal~V，并且理想二極管等式描述二極管的IV特性。在高電流模式時，V基本上為常數(shù)，由Vcrit給出。只要二極管在導(dǎo)通狀態(tài)，在這種情況下Vtotal≥Verit，隨著電流的變化V變化很小，并且在偏置(bias)電壓大于Vdt時電流是線性的。圖15為理想二極管和具有10歐姆串聯(lián)電阻的單個理想二極管的IV曲線。還示出了由下述解析函數(shù)推導(dǎo)出的電流曲線(8)對于Vtota≤Vcrit，Itotal=0(9)對于Vtotal>Vcrit，Itotal=(Vtotal-Vcrit)/Rs2Vcrit定義為當(dāng)通過二極管的電流達(dá)到一個特定值Ierit時的電壓，(10)Vcrit=lOge(Icrit/I0)*KBT/eq在圖15情況下，I礎(chǔ)任意取為20mA。注意，在理想二極管的情況下，一旦正向偏置電壓大于Verit,電壓曲線非常陡。利用與電子器件并聯(lián)的二極管組(Dl)的ESD保護(hù)保護(hù)電子器件(ED)的一種形式是將一個或多個二極管與ED并聯(lián)以在高電流靜電放電(ESD)故障時通過二極管分流電流。圖12A示出了nl個二極管彼此并聯(lián)(Dl)并與ED并聯(lián)作為電流分流的一個實(shí)施例1200。Idi、Vdi和Rsi分別為單個二極管的理想二極管電流、電壓和串聯(lián)電阻，nl為系統(tǒng)Dl的二極管數(shù)量，RED為ED的電阻。示于圖12A的通過電路的總電流(Itotal)由通過支路Dl和ED的電流總和給出(11)<formula>seeoriginaldocumentpage21</formula>施加在D1上的電壓等于施加在ED上的電壓，由下式給出(12)Vtotal=Vdl+IdlRsl=lEDRED組合等式11和12,Ied可以用下式表示(13)<formula>seeoriginaldocumentpage21</formula>其中，做了當(dāng)Rsl/nl<<RED時的極限近似?？偣收想娏?Itotal-fail)為當(dāng)通過ED的電流達(dá)到其故障極限(IED_fail)時，由等式11且用Ied掘代替Ied、用Itotal.fail替It。tal得出(14)Itotal—failnl[RED/Rsl[IED-fai「Vdi/Red]等式13中的笫一項(xiàng)與通過二極管D1從ED分流的電流相關(guān)，并且與獨(dú)立的ED相比，導(dǎo)致故障電流的nl[RED/R^]倍的增加。多個并聯(lián)二極管的優(yōu)點(diǎn)很明顯，并且對于nl為線性的。等式13中的第二項(xiàng)為當(dāng)與電阻器RED并聯(lián)時，由于通過理想二極管的最小電流而開通后通過ED的電流。存在這樣的情況，即，Vw/RED為lED.fai，的有效分?jǐn)?shù)。例如，對于帶有50歐姆RED和20mA的IED-fai，的ED來說，具有0.6V的Vdl的PN二極管產(chǎn)生12mA的Vdl/RED，即故障電流的60%'甚至具有0.3V的Vdl的Schottky二極管產(chǎn)生6mA的Vdl/RED,即故障電流的30%。試驗(yàn)產(chǎn)生ESD模擬脈沖和使用單個二極管的Dl的二極管保護(hù)圖22A示出用100ns的方形脈沖通過在具有MR條(MRstripe，電纜傳感器)的電纜上的兩個二極管的電流，圖22B示出上述兩個二極管上的兩端的電壓。這兩個二極管為在電纜傳感器連接(近側(cè)位置)之前同極性地串聯(lián)的兩個DN6二極管。一個50歐姆的偏置電阻(Rbias)在遠(yuǎn)側(cè)位置與電纜傳感器串聯(lián)。大小為Vset且持續(xù)時間為100ns(脈沖寬度)的電壓脈沖施加在偏置電阻和電纜傳感器的串聯(lián)連接上。Vset采用3、10、15.5V的值。傳感器具有約80歐姆的電阻?？紤]電纜電阻為5至6歐姆，且電流水平為19、95和155mA，電纜遠(yuǎn)端的電壓為1.65、2.4和2.8V，計(jì)算出對于三個脈沖二極管的電壓為1.55、1.88和2.0V。之后，對于連續(xù)的更高電壓脈沖計(jì)算出二極管傳感器對的電阻為81.5±0.5、19.5±0.5和l2.5±0.5歐姆?？梢杂蓽y量的與電纜傳感器并聯(lián)的二極管的電阻(Rmeasure)確定二極管的電阻(Rdi。de):(15)Rdiode-Rmeasure/(1-Rmeasure,Rsensor)通過傳感器條(sensorstripe)的電;充(Isens。r)為(16)Isensor=ItotalRdiode/(Rdiode十Rsensor)=Itotal(Rmeasure/Rsensor)對于80歐姆的R鄉(xiāng)Rsensor、12.5歐姆的Rmeasure和155mA的電流，Isensr為24mA。取25ns的方形脈沖情況下的條的故障(stripefailure)為具有50mA電流(等價HBM)，那么，總電流水平將為約300mA時產(chǎn)生故障，即，高于沒有二極管的六倍。當(dāng)保護(hù)很好時，12.5歐姆的有效二極管電阻值非常高。如果可以降低R^。de，那么I國。r也會降低并且保護(hù)更高。用于Dl的多個二極管并聯(lián)的有益之處的試臉汪明并聯(lián)二極管的測試示于圖24A、24B和表4。圖24A為針對持續(xù)時間100ns的常數(shù)電壓脈沖的施加的總電壓和多個連接電纜的二極管(cableddiode)的配置(后者為并聯(lián))的電壓與時間的示圖2400。該連接電纜的二極管配置由1、2和5組彼此并聯(lián)的連接電纜的二極管組成。橋接兩個電纜導(dǎo)線的PN二極管連接到電纜遠(yuǎn)端。該電纜具有6歐姆的電阻(Reable)。連接電纜的二極管的等效電路為理想二極管和電纜的串聯(lián)電阻加上該二極管的內(nèi)部串聯(lián)電阻。利用等式12，用Ra+Rcable代替Rs,。圖24B為在100ns的持續(xù)時間的常數(shù)電壓脈沖條件下，總電流和通過每個單獨(dú)的連接電纜的二極管的電流與施加電壓的示圖2450。數(shù)據(jù)在表4中給出。在生成表4時，測量的參數(shù)為所有連接電纜的二級管的總電壓(Vt。tal)和總電流(It。tal)。總電阻(Rt。tal)利用歐姆定律計(jì)算得到。通過每個單個的連接電纜的二極管的電流(Id)為lt。ta,/nd，其中，nd為并聯(lián)的連接電纜的二極管數(shù)量。所述二極管上的電壓(Vd)為總電壓最小化6歐姆的電纜電阻(Vcable-Id*Rcable)的電壓。二極管的有效電阻由Vd/Id給出。如圖24B所示，并聯(lián)的連接電纜的二極管的數(shù)量越大，通過每個連接電纜的二極管的電流越小，并且，二極管有效串聯(lián)電阻越小。此外，5個并聯(lián)的二極管將使該組合的二極管的電壓減小2倍，并會減小流過與所述二極管并聯(lián)的傳感器的電流。注意，對于并聯(lián)的5個連接電纜的二極管，這種二極管配置的峰值電壓從0.83￥降低到0.66V。換言之，對于174mA的總電流，單個二極管的電壓為0.83V，而對于184mA,5個并聯(lián)的二極管對的電壓為0.66V。對于100歐姆的電子器件，當(dāng)使用5個并聯(lián)的二極管而不是單個二極管時，通過該電子器件的電流將從使用一個二極管的8.3mA降低至6.6mA。輸入電子器件的功率將從18.0mW降低至9.6mW，即，熱量或溫度上升減小47%。因此，5個二極管并聯(lián)比1個二極管提供更顯著的額外保護(hù)。表4.單個、2個和5個并聯(lián)二極管DN4在具有6歐姆的電纜電阻的柔性電纜上。二極管組與50歐姆的偏置電阻器串聯(lián)，并且100ns電壓脈沖施加在串聯(lián)的偏置電阻器和二極管系統(tǒng)上。注意，5個二極管沒有完全開啟。<table><row><column>二極管數(shù)(nd)</column><column>(#)</column><column>1</column><column>2</column><column>5</column></row><row><column>VSet—Vtotal+Vbias</column><column>(V)</column><column>10.57</column><column>10.29</column><column>10.08</column></row><row><column>Vbias</column><column>(V)</column><column>8.7</column><column>8.98</column><column>9.20</column></row><row><column>Itotal</column><column>(mA)</column><column>173.9</column><column>179.5</column><column>184.04</column></row><row><column>Vtotal</column><column>(V)</column><column>1.87</column><column>1.32</column><column>0.88</column></row><row><column>Rtotal</column><column>(ohm)</column><column>10.78</column><column>7.33</column><column>4.78</column></row><row><column>Id=Itotal/nd</column><column>(mA)</column><column>173.9</column><column>89.8</column><column>36.81</column></row><row><column>VCable=Id*Rcable</column><column>(V)</column><column>1.04</column><column>0.54</column><column>0.22</column></row><row><column>Vd=Vtota-Vcable</column><column>(V)</column><column>0.83</column><column>0.78</column><column>0.66</column></row><row><column>Rd=Vd/Id</column><column>(ohm)</column><column>4.78</column><column>8.66</column><column>17.89</column></row><table>計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的ESD模擬脈沖和使用1至5個二極管的Dl的二極管保護(hù)為進(jìn)一步證實(shí)所述才莫型，在彼此并聯(lián)的并且與150歐姆的電子器件連接的一組二極管上施加模擬機(jī)械模型(MM)脈沖。ESD的人體模型源(HBM)為100pf電容與150歐姆電阻器(ANSI/ESDSTM5.1-2001)串聯(lián)。HBM源實(shí)質(zhì)上是用于磁阻(MR)器件中使用的30至200歐姆范圍內(nèi)的器件的電流源。MM源為具有"0"歐姆串聯(lián)電阻和500nH電感的200pf電容器(ANSI/ESDSTM5.2-1999)。實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)表明MM的電感應(yīng)當(dāng)為30至lOOnH而不是500nH。電流源為具有30nH串聯(lián)電感的200pf電容。二極管類型為具有1.5或10歐姆串聯(lián)電阻和1.5pf電容的D1N914。圖23示出電路2300的示意圖，電路2300用于分析二極管SD1-SD10對通過具有150歐姆的電阻Ra的器件的電流的作用。二極管SD1-SD5位于電纜的近端，臨近器件Ra。二極管SD6-SD10位于電纜的輸入端，其具有30nH的電感(La)。Rsw、Rc和Rd為關(guān)閉時0.001歐姆或開啟時15T歐姆的開關(guān)。所述源為具有從0至lOOnH變化的電感的200pf的電容(Ca)。電路2300的另外組件包括電壓源Va、電阻器Rb、開關(guān)Sa、開關(guān)Swcap、開關(guān)Sb和計(jì)時器電路(計(jì)時器l)。表l，對于1和5個并聯(lián)二極管，實(shí)現(xiàn)通過器件的固定電流(lED)所必需的總電流(It。tal)。選擇兩個二極管的串聯(lián)電阻為1.5和10歐姆。所述器件的電阻為150歐姆<table><row><column>二極管串聯(lián)電阻</column><column>二極管(#)</column><column>Ied(mA)</column><column>Idiodes(mA)</column><column>lper-diode(mA)</column><column>Itotal(mA)</column><column>Vcc(V)</column></row><row><column>-</column><column>0</column><column>10.5</column><column>0</column><column>0</column><column>10.5</column><column>1.58</column></row><row><column>10</column><column>1</column><column>10.5</column><column>92</column><column>92</column><column>102.5</column><column>2</column></row><row><column>10</column><column>5</column><column>10.3</column><column>442</column><column>88.4</column><column>452.5</column><column>7</column></row><row><column>-</column><column>0</column><column>6.24</column><column>0</column><column>0</column><column>6.24</column><column>0.94</column></row><row><column>1.5</column><column>1</column><column>6.24</column><column>88</column><column>88</column><column>94.2</column><column>2</column></row><row><column>1.5</column><column>5</column><column>6.24</column><column>416</column><column>83.2</column><column>424.2</column><column>6</column></row><table>表l示出了實(shí)現(xiàn)與流過1個和5個二極管并聯(lián)的150歐姆電阻器的電流相同電流的總電流，其中所述二極管具有1.5和10歐姆的二極管串聯(lián)電阻。表1中的數(shù)據(jù)采用了Lc=lnH(基本上為0),并且二極管SD6至SD10的不在電路中。增加Lc的作用主要是擴(kuò)展脈沖寬度，從而對于相對電流水平的討論不重要。保持Lc低水平以避免對數(shù)據(jù)解釋的任何可能干擾。以上部分描述了彼此并聯(lián)的多個二極管和電子器件如何導(dǎo)致電流從電子器件分流，并因而增加故障時通過系統(tǒng)的電流?？梢允褂美枚鄠€二極管的更復(fù)雜的電路以加強(qiáng)保護(hù)。一種情況是增加一組與電子器件串聯(lián)的二極管(該組二極管彼此并聯(lián))以作為分壓器。然后，與所述串聯(lián)的電子器件和分壓二極管組并聯(lián)連接第二組二極管(該組二極管彼此并聯(lián))。笫二組二極管作為分流器以轉(zhuǎn)移破壞性電流離開所述電子器件。采用作為分壓器和分流器的二極管組的ESD保護(hù)圖12B示出了一個實(shí)施例1250，其中n2個二極管彼此并聯(lián)(D2)并與電子器件(ED)串聯(lián)以用作分壓器的。Nl個二極管彼此并聯(lián)(Dl)并與串聯(lián)的ED和D2并聯(lián)，以作為分流器。Vdj和Rsj分別為單個二極管的理想二極管電壓和串聯(lián)電阻，iij為系統(tǒng)Dj的二極管數(shù)。RED為ED的電阻?，F(xiàn)在解析地推導(dǎo)示于圖12B的和上面描述的電路。流過示于圖12B的電路的總電流由流過支路D1和D2的電流總和給出(17)Itotai=n1Idi+n2Id2=lED+n1Id1Idj為通過個由nj個二極管組成的二極管組Dj中單個二極管的電流。通過ED的電流等于通過路徑D2的總電流(n2Id2)。總電壓由下式給出(18)Vt。tal=Vdl+IdlRsl=Vd2+Id2Rs2+IEDRED=Vd2+IED[Rs2/ii2+RED]通過組合等式15和16，Ied可以用下式表示(19)lED-[Ittal[Rs1/n]]+[Vd]-Vd2n/[RED+Rs1/n1+Rs2/n2]對于Rsl/ni<<RED以及Rs2/n2<<RED，IED的極限形式為(20)IEDItotal[Rs1/n1RED]+[Vd1-Vd2]/RED等式17的第一項(xiàng)是由于通過二極管Dl從ED分流。等式17的第二項(xiàng)是由于自理想二極管Dl和D2在ED上產(chǎn)生的凈電壓而流過ED的電流，并且通過D2的分壓作用比單個二極管組Dl減小[Vd1-Vd2]/Vd1倍。這樣，Itotal-fail，由下式給出(21)Itotal-fail=[IED-fail-[Vdl-Vd2]/ReDn1[RED/Rs1增加與ED串聯(lián)的二極管Vd2的優(yōu)點(diǎn)在于將偏置從Vdl/RED降低至[Vdl-Vd2/RED。例如，如果僅使用Dl,則Vd2=0，那么，對于Vd!為300mV且RED為30歐姆的情況，Vd!/RED為10mA。如果IED_fail為20mA，那么，保護(hù)被偏置減半Vdl/RED。如果加入D2，并且選擇Vd2等于Vdl,那么，保護(hù)最大化，并且隨著nl[RED/Ra線性增加。注意，如果RED<[Vdl-Vd2]/IED_fail，那么ED不能被保護(hù)。對于Vdl-Vd2-0.3V，且IED-fail=15mA的情況，最小RED為20歐姆。對于具有15mA的故障電流和32歐姆的RED值并利用二極管組Dl和D2采取不同的保護(hù)機(jī)制的ED，圖14的圖表1400描繪了總故障電流與nl的關(guān)系。所有情況都采用6歐姆的Rsl。等式18用于分析，因而n2是不相關(guān)的。在Vdl=0.3V的1個和10個二極管的情況中，Itotal-Max(^^大總電流)為30和300mA,即，是未保護(hù)的ED的2和20倍。最終保護(hù)采用Vdl=Vd2。Vdl=Vd2=0.6V時，對于nl為1或10的情況，Itotal-fail分別為80和800mA。一種中間情況是Vdl=0.6V且Vd2=0.5V。對于nl為1或10的情況，I論，掘分別為63和633mA。表2RED=32Q，Ifaii_ED=15mA時的Itotai-faii。<table>complextableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>更復(fù)雜的二極管組配置通過增加與ED并聯(lián)的第三二極管(或二極管組)可以獲得避免ESD損壞的更強(qiáng)保護(hù)。該實(shí)施例1300見圖13。該電路的特征方程為(22)<formula>seeoriginaldocumentpage28</formula>(23)<formula>seeoriginaldocumentpage28</formula>(24)IEDRED=Vd3+I3(Rs3/n3)Vdj為理想二極管電壓，Ry為Dj組中單個二極管的導(dǎo)通電阻。Ij(-njldj)為通過二極管組Dj的總電流。結(jié)合等式19,20和21產(chǎn)生電流lED:(25)ied=[R1Itotal+[Vd1-Vd2+[[R1+R2/R3Vd3]/[RED[[R1+R2+R3]/R3)+R1+R2]其中，Rj由nj個電阻值為Rsj的電阻器的并聯(lián)組合給出(26)Rj=Rs1/n1對于RE>>DR1，R2或R3，(27)<formula>seeoriginaldocumentpage28</formula>取Vd2-Vd3并將它們設(shè)置為等于Vd1/2，并且令Rs=Rs2-Rs3，且nl=n2=n3，將得到:I2~Itotal/3，I1~[2/3]Itotal且IED=[1.5Vdl/RED+Itotal(Rs3/[3n3RED))。偏置項(xiàng)為單個分流二極管組Dl的值的50%(Vdl/2RED)，iED對Itotal的斜率為1/3，這是很突出的。所有二極管都具有價值，并且nj個并聯(lián)二極管的作用也是明顯的。作為保護(hù)水平的特定實(shí)例，采用V氾為0.3V，nj為10，Rsj為5歐姆且RED為30歐姆，那么，當(dāng)Itotal為900mA時，故障電流將是lED-15mA，即，相比沒有保護(hù)的情況電流增加60倍。注意，加在ED(15mA、30歐姆)上的電壓只是0.45V。參照圖12B，在正常工作的過程中(通常的"使用中，，功能)，二極管D2應(yīng)當(dāng)導(dǎo)通("開啟，，)，而二極管D1應(yīng)當(dāng)處于非導(dǎo)通狀態(tài)。AVd(=Vdl-Vd2)的值越大，工作過程中通過Dl的漏電流越小，但是保護(hù)越弱。如果ED(TMR，GMR，AMR,...…)產(chǎn)生非常大的信號響應(yīng)，但是，該器件對于ESD/EOS損壞非常敏感，可以選擇通過使厶Vd變小來選擇工作過程中的相當(dāng)?shù)穆╇娏饕允贡Ｗo(hù)最大化。到目前為止，描述的等式有強(qiáng)非線性，并且只能在中間電流模式下通過繪圖或迭代方法求解。等式1-3描述理想二極管的IV關(guān)系，I氾和Vd2(在等式l中，V用Vd2代替)為二極管的理想部分的電流和電壓。結(jié)合等式1-3與21和22，可以迭代和/或繪圖方法求解。只要電壓選擇適當(dāng)，可以最小化漏電流。沒有二極管的qj、V。j、Vgj(T)和1—(T)(對于Dj,j為l，2或3)的實(shí)際值，很難解該方程。選擇q2值為2，對于VbiM(偏置電壓)每增加0.1V，漏電流降低10倍。路徑D1和D2的圖解表示在高電流極限，當(dāng)所有二極管開啟時，大多數(shù)電流通過D1和D3繞過ED流動。在正常工作中，需要具大部分電流通過ED。下面，我們將討論正常工作的情況，即"低"電流條件。二極管保護(hù)方案為圖12B描述的具有兩個二極管組D1和D2的方案。于是用繪圖確定相關(guān)工作點(diǎn)。對于Dl,使用具有Vdl的理想二極管(等式1-3)和由Rs1/im給出的電阻串聯(lián)。D1/DE電流路徑由具有Vd1的理想二極管和由1^2/112給出的串聯(lián)電阻以及電阻器red確定。每個電流路徑的IV曲線被單獨(dú)確定，并且繪出I，-V和IED-V曲線。然后，用繪圖確定相關(guān)電流I,(V)和Ied(V)。圖18A示出與30歐姆的RED串聯(lián)的D2以及與D2和ED并聯(lián)的二極管組Dl的IV曲線1800。D2為兩個KOASpeerElectronics的DN4二極管，Dl為6個KOASpeerElectronics的DN6二極管。當(dāng)D2導(dǎo)通而Dl欠導(dǎo)通時，描繪低電流區(qū)域。圖18B示出了包括高電流才莫式的IV曲線1850，其中比流過D2和ED的電流多很多的電流流過Dl。在2和5mA工作時，通過D1的漏電流分別為0.4和2.5mA，即，總電流的17和33%，也就是說，相比不使用二極管且所有電流通過ED的情況，在這些工作點(diǎn)有17~33%的信號損失。注意，解析表達(dá)式僅對于V-Verit〉0.1V的情況描繪，并且該情況為高電流極限的良好近似。取通過ED的電流的故障點(diǎn)(Ifail_ED)為20mA，當(dāng)Ifail-ED達(dá)到20mA時，總電流(通過Dl和RED)為~200mA，即，比沒有二極管增加了10倍。因此，盡管由于二極管D1的分流和增加了D2導(dǎo)致在正常工作中丟失信號，二極管Dl和D2的增加起到了防止ESD損壞的保護(hù)作用。圖19A和19B為與RED=100歐姆串聯(lián)的D2和與D2及ED并聯(lián)的二極管Dl的IV曲線1900和1950。Dl為6個KOASpeerElectronics的DN6二極管，D2為4個KOASpeerElectronics的DN4二極管。圖19A描繪當(dāng)D2導(dǎo)通而D1欠導(dǎo)通時低電流區(qū)域。圖19B擴(kuò)展至高電流模式，其中比通過D2的電流更多的電流通過D1。在2和5mA工作時，通過D1的漏電流分別為0.3和3.3mA，即，總電流的23和40%。注意，解析表達(dá)式僅對于V-Vcrit>0.1V的情況描繪，并且該情況為高電流極限的良好近似。取20mA作為故障電流，總電流(通過D1和Red)為~400mA，或者，比沒有二極管增加20倍。圖20A和20B為與RED串聯(lián)的D2和與D2及ED(RED=100歐姆)并聯(lián)的二極管D1對于低電流范圍(低于3mA)(圖20A)，以及對于高達(dá)約30mA的高電流范圍(且最大電壓為0.5V)(圖20B)的IV曲線2000和2050。Dl和D2都采用相同的二極管，該二極管具有參數(shù)Idl。=Id2。=500mA，Vdl=Vd2=0.73V,ql=q2=0.95且=Rs2=8Q。Dl使用6個二極管，D2使用6個二極管。沒有保護(hù)時，僅5mA的電流就使ED達(dá)到(K5V。采用上述給定的二極管，故障電流將為28mA，保護(hù)因子增加了5.6倍。但由此帶來的是工作過程中的信號損耗。對于TMR,工作點(diǎn)通常小于0.5mA。當(dāng)0.5mA通過ED時，約0.7mA的電流通過分流二極管，即通過分流二極管信號損失約60%。對于低于0.5mA的通過ED的電流，在約0.1mA或更低時，該比例增大到的最大值為總電流的50%。示于圖18A至20B的IV和RV曲線只是原理性的實(shí)例。對于一個產(chǎn)品，二極管特性和使用二極管的數(shù)量的選擇由具有通過Dl的漏電流時正常工作中信號的損失與在高電流模式中防止ESD故障相互平衡來確定，其中，需要比通過D2的電流更多的電流通過D1。應(yīng)當(dāng)了解ED的RV曲線、故障電流和工作電流，以及二極管特性的更詳細(xì)的知識以合理設(shè)計(jì)電路。二極管在電纜上的物理位置對防止ESD損壞的影響圖25示出圖23的電路的簡化版，其用于說明將二極管放置在電纜的近側(cè)位置和遠(yuǎn)側(cè)位置的實(shí)例。下面是示出對二極管在電纜的不同位置或相對于電纜放置的影響的模擬的描述。進(jìn)行模擬以關(guān)注二極管在包含要保護(hù)的器件的電纜的不同位置時的影響。示于圖23的電路用于模擬。用1或5個靠近150歐姆的器件放置的二極管(SD1SD5)，和0、l或5個放置在電纜前端的二極管進(jìn)行模擬。所述電纜具有30nH的電感，并且源為200pf的電容器。增加更多的二極管提高在所有情況下的保護(hù)。在電纜端部(位置1)放置5個并聯(lián)的二極管將通過傳感器的電流從8.8mA降低至4.9mA，并且該器件上的電壓從1.33V降低至0.75V。在傳感器的前面(位置l)以及電纜的端部放置二極管，進(jìn)一步減小了傳感器的電壓和電流。在位置1放置5個二極管和在位置2放置1或5個二極管，通過傳感器的電流分別為4.2或4.1mA。表3歸納了上述結(jié)果。注意，在電纜的兩端增加二極管使脈沖寬度(PW5。)變窄。對于AMR和GMR傳感器，損壞與對條(stripe)的加熱相關(guān).脈沖寬度越窄，積累在所述器件中的能量(PW5。*Ipeak*Vpeak)越少，從而提供更好的保護(hù)。還測試了外部電感Lc(圖23)的作用。Lc越大，PWs。越寬。對于SD1至SD10都位于該電路中的情況，當(dāng)Lc為l，10，20,30，40,50和100nH時，PWso為:2.7，5.2，6.9，8.2，9.2,10.4和13.8ns。表3、采用位于150歐姆的器件附近的1或5個二極管，以及位于電纜前端的O、l或5個二極管的模擬結(jié)果。電纜具有30nH的電感，源為充電至2V的200pf電容器。在這種情況下，外部(源)電感設(shè)定為lnH(基本上為零)峰值電流總和<table><row><column>電路中的二極管</column><column>二極管SD1-SD5</column><column>二極管SD6-SD10</column><column>Rdl</column><column>lpeak(Rl)</column><column>Vpeak(Rl)</column><column>SD1-SD5</column><column>SD6-SD10</column><column>二極管PW50</column><column>RlPW50</column><column>(#)</column><column>(#)</column><column>(Ω)</column><column>(mA)</column><column>(V)</column><column>(mA)</column><column>(mA)</column><column>(ns)</column><column>(ns)</column><column>無</column><column>0</column><column>0</column><column>NA</column></row><row><column>SD1</column><column>1</column><column>0</column><column>10</column><column>8.8</column><column>1.33</column><column>59.7</column><column>0</column><column>8</column><column>8</column></row><row><column>SD1-SD5</column><column>0</column><column>10</column><column>5.9</column><column>0.88</column><column>93.4</column><column>0</column><column>7.6</column><column>7.6</column></row><row><column>SD1</column><column>1</column><column>0</column><column>1.5</column><column>6.2</column><column>0.89</column><column>89.3</column><column>0</column><column>8</column><column>8</column></row><row><column>SD1-SD5</column><column>0</column><column>L5</column><column>4.9</column><column>0.75</column><column>104.7</column><column>0</column><column>7.6</column><column>7.6</column></row><row><column>SD1-SD6</column><column>1</column><column>0</column><column>10</column><column>7</column><column>1.07</column><column>33.2</column><column>117</column><column>1.2</column></row><row><column>SD1-SD10</column><column>5</column><column>1</column><column>10</column><column>5.2</column><column>0.77</column><column>52.6</column><column>117</column><column>1.2</column><column><7</column></row><row><column>SD1&-SD6</column><column>1</column><column>1</column><column>1.5</column><column>4.8</column><column>0.72</column><column>22</column><column>350</column><column>0.9<5</column></row><row><column>SD1-SD10</column><column>1</column><column>1.5</column><column>4.2</column><column>0.64</column><column>27</column><column>350</column><column>0.9<5</column></row><row><column>SD1-SD6</column><column>1</column><column>0</column><column>10</column><column>5.7</column><column>0.85</column><column>18</column><column>340</column><column>1</column></row><row><column>SD1-SD10</column><column>5</column><column>10</column><column>4.4</column><column>0.64</column><column>26</column><column>340</column><column>1</column></row><row><column>SD1-SD6</column><column>1</column><column>0</column><column>1.5</column><column>4.7</column><column>0.69</column><column>17.8</column><column>519</column><column>1</column></row><row><column>SD1-SD10</column><column>5</column><column>5</column><column>1.5</column><column>4.1</column><column>0.6</column><column>22.9</column><column>519</column><column>1</column><column><2</column></row><table>通用磁帶驅(qū)動器圖26示出了可以使用本文描述的保護(hù)器件的磁帶驅(qū)動器。如圖所示，設(shè)置供帶盒2620和巻帶軸2621以支撐磁帶2622。此外，引導(dǎo)軸2625引導(dǎo)磁帶2622通過雙向磁帶磁頭2626。這種雙向磁帶磁頭2626又通過壓緊型MR連接器電纜2630耦合至控制組件2628。磁帶驅(qū)動器，例如，示于圖26的磁帶驅(qū)動器，包括驅(qū)動馬達(dá)以驅(qū)動供帶盒2620和巻帶軸2621將磁帶2622線性地移it^磁頭2626。磁帶驅(qū)動器還包括讀/寫通道以將要記錄在磁帶2622上的數(shù)據(jù)傳輸至磁頭2626，并從磁帶2622接收磁帶磁頭2626讀取的數(shù)據(jù)。在磁帶驅(qū)動器和主機(jī)之間還提供用于通訊的接口，以發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，并控制磁帶驅(qū)動器的工作以及將磁帶驅(qū)動器的狀態(tài)告知主機(jī)，所有這些都是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，各種實(shí)施例的所述各組件和子系統(tǒng)的特性、配置及特征可以用于本文公開的所有實(shí)施例。上面描述的各種實(shí)施例應(yīng)當(dāng)理解為僅以示例的方式提出，而非限定性的。因此，優(yōu)選示施例的廣度和范圍不應(yīng)當(dāng)由上述示例性示施例限定，而應(yīng)當(dāng)根據(jù)下述權(quán)利要求及其等價描述來限定。權(quán)利要求1.一種用于保護(hù)電子器件使其免于電故障的系統(tǒng)，包括第一和第二導(dǎo)線，用于傳遞電流通過電子器件；第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)，當(dāng)所述導(dǎo)線耦合到所述電子器件時該第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)與該電子器件串聯(lián)耦合；和耦合到所述導(dǎo)線的第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)，當(dāng)所述導(dǎo)線耦合到該電子器件時，該第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)與所述電子器件和第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)并聯(lián)。2.如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，至少一個所述二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)包括交叉的二極管。3.如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，至少一個所述二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)包括彼此并聯(lián)設(shè)置的多組二極管。4.如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，所述二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)具有額定的相同的電流-電壓特性。5.如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)具有與第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)不同的電流-電壓特性。6.如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)的二極管數(shù)量與第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)的二極管數(shù)量不同。7.如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，所述二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)的特性為當(dāng)工作范圍的電流或電壓通過所述導(dǎo)線時，使更多電流通過所述電子器件和第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)，當(dāng)高于工作范圍的電流或電壓通過該導(dǎo)線時，使更多電流通過第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)。8.如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，該電子器件為從由磁阻傳感器、巨磁阻傳感器和磁隧道結(jié)傳感器組成的組中選擇的磁傳感器。9.如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，還包括多組笫一和第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)，每組與多個電子器件中的一個相聯(lián)。10.如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)在電纜和與所述電子器件共用的基底中的至少一個上實(shí)施。11.一種用于保護(hù)電子器件使其免于電故障的系統(tǒng)，包括第一和第二導(dǎo)線，用于傳遞電流通過電子器件；耦合到所述導(dǎo)線的第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)，當(dāng)所述導(dǎo)線耦合到該電子器件時，第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)與所述電子器件并聯(lián)，和；耦合到所述導(dǎo)線的第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)，使得當(dāng)所述導(dǎo)線耦合到所述電子器件上時第二二極管與所述電子器件并聯(lián)，并且位于比笫一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)離所述電子器件更遠(yuǎn)的位置，第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)用于減小電故障的脈沖寬度。12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，至少一個所述二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)包括至少兩個彼此并聯(lián)且電流極性相反的二極管。13.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，至少一個所述二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)包括彼此并聯(lián)設(shè)置的多組二極管。14.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，還包括第三二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)，當(dāng)所述導(dǎo)線耦合到該電子器件上時，第三二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)與該電子器件串聯(lián)。15.—種用于保護(hù)電子器件使其免于電故障的系統(tǒng)，包括第一和笫二導(dǎo)線，用于傳遞電流通過電子器件；耦合到所述導(dǎo)線的第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)，當(dāng)該導(dǎo)線耦合到該電子器件時，第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)與該電子器件并聯(lián)，和與所述電子器件串聯(lián)耦合的電阻器^J。16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，還包括第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)，當(dāng)所述導(dǎo)線耦合到所述電子器件上時，第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)與所述電阻機(jī)構(gòu)和所述電子器件串聯(lián)。17.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述電子器件為磁隧道結(jié)傳感器或巨磁阻傳感器。18.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)耦合到所述導(dǎo)線，使得當(dāng)該導(dǎo)線耦合到所述電子器件時，第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)與該電阻才凡構(gòu)和該電子器件并聯(lián)。19.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)在電纜和與所述電子器件共用的基底中的至少一個上實(shí)現(xiàn)。20.—種選擇二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)以保護(hù)電子器件使其免于電故障的方法，包括選擇第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)以與電子器件并聯(lián)；以及選擇第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)以與該電子器件串聯(lián)連接；其中，選^H斥述二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)，使得當(dāng)在工作范圍內(nèi)的電流或電壓施加到訴述電子器件的導(dǎo)線上時，更多電流通過該電子器件和第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)，并且，當(dāng)比工作范圍更高的電流或電壓施加到該電子器件的導(dǎo)線上時，更多的電流通過第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)。全文摘要根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的一種系統(tǒng)，用于保護(hù)電子器件使其免于電故障，如，靜電放電和其他干擾事件，該系統(tǒng)包括第一和第二用于傳遞電流通過電子器件的導(dǎo)線，耦合到該導(dǎo)線的第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)，使得當(dāng)導(dǎo)線耦合到電子器件時，第一二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)與電子器件并聯(lián)，還包括第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)，當(dāng)所述導(dǎo)線耦合到電子器件時，第二二極管保護(hù)機(jī)構(gòu)與電子器件串聯(lián)耦合。文檔編號H02H9/00GK101207283SQ20071018663公開日2008年6月25日申請日期2007年11月14日優(yōu)先權(quán)日2006年12月20日發(fā)明者I·E·T·伊本,S·W·恰爾內(nèi)斯基申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司