隨著電子設(shè)備工作頻率日益提高，射頻、通信、電源和高速數(shù)字系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中極易產(chǎn)生電磁干擾（EMI）和高頻噪聲，尤其在開關(guān)電源、射頻前端、以及高速I/O接口中，任何微小的干擾都可能導(dǎo)致系統(tǒng)誤動(dòng)作甚至通信失敗。傳統(tǒng)穩(wěn)壓二極管（Zener Diode）雖然以直流穩(wěn)壓和鉗位保護(hù)為主，但在高頻電路中，若設(shè)計(jì)得當(dāng)，同樣可以作為一種抑制EMI與高頻噪聲的輔助手段。本文MDD將結(jié)合FAE的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，解析如何在高頻場(chǎng)景下合理使用MDD穩(wěn)壓二極管，并給出實(shí)戰(zhàn)建議。
傳統(tǒng)穩(wěn)壓二極管的響應(yīng)時(shí)間約為數(shù)十至數(shù)百納秒，主要取決于其PN結(jié)結(jié)構(gòu)和封裝電感。但在高頻電路中，信號(hào)頻率往往達(dá)到幾十MHz甚至GHz，器件的寄生電容、電感、電阻都會(huì)顯著影響其行為。關(guān)鍵參數(shù)包括：
結(jié)電容（Cj）：二極管PN結(jié)本身存在電容，通常在10pF~500pF之間。高結(jié)電容會(huì)導(dǎo)致其在高頻下表現(xiàn)為低阻抗路徑，可能引入干擾耦合。
封裝引線電感（Lp）：引腳長(zhǎng)度越長(zhǎng)，寄生電感越大，降低高頻響應(yīng)能力。
響應(yīng)時(shí)間（Trr）：越快的反向恢復(fù)時(shí)間越適用于快速尖峰吸收，推薦選用低Trr器件（如<100ns）。
因此，在高頻應(yīng)用中應(yīng)選用小封裝（如SOD-323、SOT-23）、低電容、快恢復(fù)特性的穩(wěn)壓二極管，甚至使用專為高速電路設(shè)計(jì)的TVS或ESD器件。
二、典型高頻場(chǎng)景應(yīng)用實(shí)踐
1.高頻電源軌的噪聲鉗制
在開關(guān)電源或DC-DC輸出端，存在高頻開關(guān)尖峰。雖然LC濾波器可以處理大部分紋波，但在輸出電壓上仍可能出現(xiàn)短時(shí)高頻毛刺，易干擾模擬或通信電路。此時(shí)，在電源與地之間并聯(lián)一顆略高于輸出電壓的Zener二極管，可在電壓異常升高時(shí)快速鉗位，防止干擾傳遞。
設(shè)計(jì)建議：
選擇高頻響應(yīng)快的Zener，如1N4690或BZT52系列；
串聯(lián)一個(gè)小阻值（1~10Ω）電阻以削弱尖峰電流并提高響應(yīng)速度；
避免Zener工作在臨界穩(wěn)壓點(diǎn)附近長(zhǎng)時(shí)間導(dǎo)通，以減少功耗與噪聲耦合。
2.射頻前端或天線口的高頻鉗位
在射頻設(shè)備中，天線接口容易引入雷擊感應(yīng)、電磁干擾或靜電放電（ESD）。常見(jiàn)方法是在射頻走線上串聯(lián)一個(gè)小阻抗電感，并在天線引腳對(duì)地并聯(lián)一顆高頻特性良好的穩(wěn)壓二極管或TVS器件。
注意事項(xiàng)：
必須選用低結(jié)電容Zener，否則會(huì)影響射頻匹配；
盡量靠近天線口放置器件，減小寄生路徑；
如果頻率非常高，建議選用RF專用的低容TVS產(chǎn)品（如Semtech RClamp系列、Littelfuse SP300x系列）。
3.高速數(shù)字信號(hào)線的尖峰吸收
在USB、HDMI、CAN、RS485等高速總線中，信號(hào)的上升沿/下降沿陡峭，易產(chǎn)生過(guò)沖和反彈。在信號(hào)對(duì)地之間加入鉗位二極管可抑制尖峰，保護(hù)接收端。
選型建議：
鉗位電壓應(yīng)略高于信號(hào)峰值；
選用封裝小、響應(yīng)快的Zener，避免影響信號(hào)完整性；
注意布局對(duì)稱，防止時(shí)序偏移。
三、EMI優(yōu)化中的注意事項(xiàng)
在EMI優(yōu)化實(shí)踐中，Zener二極管不應(yīng)被誤用為濾波器件。其作用主要是鉗位而非濾波，不適合替代LC或RC網(wǎng)絡(luò)。錯(cuò)誤用法如：
將Zener直接用于模擬信號(hào)濾波端；
用于長(zhǎng)線纜末端去噪，無(wú)旁路或匹配；
此外，Zener的高頻等效阻抗并非恒定值，會(huì)隨著頻率波動(dòng)而產(chǎn)生“諧振峰”，在EMI測(cè)試中反而引發(fā)新的干擾。因此建議：
搭配小電容（如100pF）并聯(lián)以形成RC網(wǎng)絡(luò)；
仿真其頻域特性或參考器件S參數(shù)模型；
盡可能靠近噪聲源或敏感節(jié)點(diǎn)布置，減少寄生電感。
MDD穩(wěn)壓二極管在高頻電路中的應(yīng)用遠(yuǎn)不止傳統(tǒng)的穩(wěn)壓，它在鉗位、尖峰吸收、EMI抑制中扮演著重要角色。關(guān)鍵在于理解其頻域行為與非理想?yún)?shù)，選用低容、快響、小封裝器件，并結(jié)合合理的布局與補(bǔ)償措施。在FAE支持客戶高頻產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，我們應(yīng)充分評(píng)估Zener在信號(hào)完整性與抗擾性之間的平衡，為客戶提供穩(wěn)壓與抑噪的雙重保障。
