ESD工作原理

思宇宏

一、ESD工作原理

ESD静电保护元件，又称静电抑制二极管。ESD是多个TVS晶粒或二极管采用不同的布局做成具有特定功能的多路或单路ESD保护器件，主要应用于各类通信接口静电保护，如USB、HDMI、RS485、RS232、VGA、RJ11、RJ45、BNC、SIM、SD等。

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二、ESD特点

1. ESD是一种钳位型过压保护器件，用于静电防护及一些较低浪涌的防护；

2. ESD电压根据被保护IC 的工作电压设计，如2.5V、2.8V、3.3V、5V、8V、12V、15V、24V、36V等；

3. 电容低，目前最小可做到0.17pF，满足10GMbps高速应用，不影响数据通信质量；

4. 封装小型化，封装形式多样化。

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三、ESD参数说明

ESD产品的伏安特性曲线与TVS类似，与TVS不同的是，ESD产品功率较小，工作电压也较低，ESD的工作电压根据被保护芯片的工作电压来设计。

VRWM：反向截止电压，即ESD允许施加的最大工作电压，在该电压下ESD处于截止状态，ESD的漏电流很小，可以达到10纳安左右。

VBR：击穿电压，击穿电压是ESD要开始动作（雪崩击穿）的电压，一般在规定的电流下测量，通常在大小为1mA的电流下测量。

IR：反向漏电流，即在ESD器件两端施加VRWM电压下测得ESD的漏电流。

IPP：峰值脉冲电流，ESD产品一般采用8/20μs的波形测量。

VC：钳位电压，在给定大小的IPP下测得ESD两端的电压。

Cj：PN结的结电容，会影响数据传输，高频信号选取ESD时，一定要考虑Cj对信号的影响。

四、ESD选型注意事项

1. ESD器件的截止电压应大于被保护IC的最大工作电压，否则会影响被保护电路的正常工作。如工作电压为5V的线路，应选择截止电压等于或者大于5V的ESD器件进行保护。

2. ESD一般用于各类通信端口静电防护，在一些高速数据线路，如USB3.0、USB3.1、HDMI、IEEE1394等接口，ESD保护器件的结电容应选择尽量的小，以避免影响通信质量。

3. 根据电路设计布局及被保护线路数选择合适的封装形式。ESD器件封装的大小从一定程度上可以反应器件的防护等级大小，一般封装越大的器件可容纳的ESD芯片面积也越大，防护等级也越高，反之亦然。

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不错的ESD工作原理介绍，谢谢你的分享，很受用。