电路中的ESD保护

电路中的ESD保护

ESD的意思是“静电释放”。集成电路器件工作在一定的电压、电流和功耗限定范围内，大量聚集的静电荷在条件适宜是就会产生高压放电，静电放电通过器件引线的高压瞬时传送，可能会使氧化层断开，造成器件的功能失常。

静电的产生主要包括：摩擦起电、感应起电和接触起电。

ESD保护器件的原理，ESD保护二极管是一种新型的集成化的静电保护器件，其内部相当于是一个齐纳稳压二极管，当输入电流超过它的额定电压时，就会被击穿，把过多的电能量导回大地，以起到保护电路的作用。

ESD保护器件一般接在外部接口处，防止外部产生的静电对电路内部造成影响。

ESD器件的主要性能参数

1、最大工作电压，即是允许长时间连续施加在保护器件两端的电压，在此工作状态下，ESD保护器件不导通，保持高祖状态。

2、击穿电压，即是ESD器件开始工作时的导通电压。

3、钳位电压，即是ESD器件流过峰值电流时，其两端呈现的电压，超过此电压，可能造成ESD器件的永久性损伤。

4、漏电流，在指定的直流电压下，通过ESD器件的电流，一般是nA级的，此电流越小，对被保护电路的影响越小。

5、电容，在给定电压、频率条件下测得的值，此值越小，对被保护的信号传输影响就越小。

6、响应时间，指ESD器件对输入电压钳制到预定电压的时间。

ESD保护器件

TVS管即瞬态抑制二极管是一种二极管形式的高效保护器件，利用P-N结的反向击穿工作原理，将静电高压导入大地，从而保护了电器内部对静电敏感的器件。当TVS二极管的瞬时电压超过电路正常工作电压时，TVS二极管便发生雪崩，提供给瞬时电流一个超低电阻通路，其结果就是瞬时电流通过二极管被引开，避开可被保护器件，并且在电路恢复正常值之前使被保护回路一直处于截止状态，当瞬时脉冲结束以后，TVS二极管自动回复高阻状态，整个回路进入正常电压。TVS二极管的工作特性曲线如下图所示

TVS管的选型

（1）、TVS的最大反向钳位电压应小于被保护电路的损坏电压。

（2）、TVS的最大反向工作电压

V要大于或等于被保护电路的最大工作电压，

RWM

若选用的

V太低，器件可能进入雪崩或因反向漏电流太大影响电路的正常工

RWM

作；

（3）、直流保护一般选用单向TVS二极管，交流保护一般选用双向TVS二极管，多路保护选用TVS阵列器件，大功率保护选用TVS专用保护模块。

V后，其峰值脉冲电流即最大反向浪涌电（4）、在确定了TVS的最大箝位电压

C

I应大于瞬态浪涌电流。否则的话TVS管可能造成永久性损坏。

流

PP

（5）、TVS管的电容值越大对电路的干扰越大, 形成噪音越大或衰减信号强度越大, 对于数据/信号频率越高的回路,电容值不大于10pF。所以在高频电路中要选用电容尽可能小的TVS管以减少信号衰减；在一些对电容要求不高的电路中可以选用容值高于40 pF的TVS管，大容值的TVS管能增大其电流承受能力。