TVS管的ESD靜電防護原理解析

靜電是一種客觀存在的自然現象，產生的方式多種，如接觸、摩擦、電器間感應等。靜電的特點是長時間積聚、高電壓、低電量、小電流和作用時間短的特點。

人體自身的動作或與其他物體的接觸，分離，摩擦或感應等因素，可以產生幾千伏甚至上萬伏的靜電。靜電在多個領域造成嚴重危害。摩擦起電和人體靜電是電子工業中的兩大危害，常常造成電子電器產品運行不穩定，甚至損壞。

esd保護對高密度、小型化和具有復雜功能的電子設備而言具有重要意義。本文探討了TVS管的ESD保護原理：

電路保護元件存在幾種技術，當選擇電路保護元件時，若設計師選擇不當的保護器件將只能提供錯誤的安全概念。電路保護元件的選擇應根據所要保護的布線情況、可用的電路板空間以及被保護電路的電特性來決定。此外，了解保護元件的特性知識也非常必要，需要考慮的重要因素之一是器件的箝位電壓。所謂箝位電壓是在esd器件里跨在瞬變電壓消除器（TVS）上的電壓，它是被保護IC的應變電壓。

因為利用先進工藝技術制造的IC電路里氧化層比較薄，柵極氧化層更易受到損害。這意味著較高的箝位電壓將在被保護IC器件上產生較高的應變電壓，并且增加了失效的概率。

很多保護元件都被設計成可吸收大量的能量，由于元件結構或設計上的原因也導致其具有很高的箝位電壓。由于變阻器的箝位電壓太高，他們不能夠提供有效的esd保護。此外，由于變阻器的高電容他們也不能給高速數據線路提供保護。TVS管正是為解決此問題而產生的，它已成為保護便攜電子設備的關鍵性技術。

TVS管是專門設計用于吸收esd能量并且保護系統免遭esd損害的固態元件。如果應用得當，TVS管將限制跨在被保護器件上的電壓剛好高過額定工作電壓，但是卻遠低于破壞閾值電壓。

值得注意的是，不管選擇怎樣的TVS管器件，它們在電路板上的布局非常重要。TVS管布局前的導線長度應該減到最小，因為快速（0.7ns）esd脈沖可能產生導致TVS管保護能力下降的額外電壓。

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