靜電ESD二極管選型知識普及

一、ESD靜電二極管工作原理

ESD（Electrostatic Discharge Protection Devices），靜電保護元器件，又稱瞬態電壓抑制二極管陣列（TVS Array），是由多個TVS晶粒或二極管采用不同的布局設計成具有特定功能的多路或單路ESD保護器件，主要應用于各類通信接口靜電保護，比如USB、HDMI、RS485、RS232、VGA、RJ11、RJ45、BNC、SIM、SD等接口中。專業保護器件供應商烜芯微ESD靜電保護器件，封裝形式多樣，從單路的SOD-323到多路的SOT-23、SOT-143、SOT23-6L、SOIC-8、QFN-10等。電路設計工程師可以根據電路板布局及接口類型選擇不同封裝形式的ESD靜電保護二極管。 

目前供應的ESD產品主要分為五大類：單通道ESD和EOS保護器件、低電容ESD靜電二極管、標準電容ESD靜電二極管、低壓ESD靜電二極管、高功率ESD靜電二極管。

二、ESD靜電二極管特性

• 低電容，最低可達到零點幾皮法；

• 快速響應時間：通常小于1.0PS；

• 體積小，小型化器件，節約PCB空間；

• 工作電壓可以根據IC的工作電壓設計，比如：2.8V、3.3V、5V、12V、15V等等；

• 靈活度高，可以根據應用需求設計電容、封裝形式、浪涌承受能力等參數；

• 封裝形式多樣化，目前擁有的ESD封裝有：QFN-0201、SOD-882、DFN1006-3L、SOT-523、SOD-523、QFN-10、SOD-123S、SOD-323、 SOT-23、SOT-143、SOT-363、SOT23-6L、SOIC-8、SOIC-16 等；

三、ESD靜電二極管選型指南

1）ESD靜電二極管的截止電壓要大于電路中最高工作電壓；

2）脈沖峰值電流IPP 和最大箝位電壓VC 的選擇，要根據線路上可能出現的最大浪涌電流來選擇合適IPP的型號，需要注意的是，此時的VC 應小于被保護晶片所能耐受的最大峰值電壓；

3）用于信號傳輸電路保護時，一定要注意所傳輸信號的頻率或傳輸速率，當信號頻率或傳輸速率較高時，應選用低電容系列的ESD靜電二極管；

4）根據電路設計布局及被保護線路數選擇合適的封裝。ESD封裝的大小從一定程度上可以反應器件的防護等級大小，一般封裝越大的器件可容納的ESD芯片面積也越大，防護等級也越高，反之亦然。

四、ESD靜電二極管參數詳解

• VRWM：反向截止電壓、通俗地講，就是ESD允許施加的最大工作電壓，在該電壓下ESD處于截止狀態，此時ESD的漏電流很小，為幾微安甚至更低。

• VBR：擊穿電壓，擊穿電壓是ESD要開始動作（雪崩擊穿）的電壓，一般在規定的電流下測量，通常在大小為1mA的 電流下測量。

• IR：反向漏電流，即在ESD器件兩端施加VRWM電壓下測得ESD的漏電流。

• IPP：峰值脈沖電流，一般采用8/20μs的波形測量。

• VC： 鉗位電壓，在給定大小的IPP下測得ESD兩端的電壓。大部分ESD產品VC與VBR及IPP成正比關系。

• C J：結電容，ESD的結電容與ESD的芯片面積、工作電壓有關系。對于相同電壓ESD產品，芯片面積越大結電容越大；對于相同芯片面積的ESD，工作電壓越高結電容就越低。 

五、ESD靜電二極管選型事項

1）ESD一般用于各類通信端口靜電防護，在一些高速數據線路，比如USB3.0、HDMI、IEEE1394等接口，ESD靜電保護二極管的結電容應盡量選擇小的，以避免影響通信質量； 

2）ESD有單向（A）和雙向（C）之分，根據工作的信號進行選擇，單極性的信號可以選擇單向的 ESD或雙向的ESD， 雙極性的信號要選擇雙向的ESD；

3）具體選擇什么型號的ESD靜電二極管做靜電防護，還需要在專業的電子工程師指導下選擇；

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