一、ESD靜電二極管工作原理

ESD（Electrostatic Discharge Protection Devices），靜電保護(hù)元器件，又稱瞬態(tài)電壓抑制二極管陣列（TVS Array），是由多個(gè)TVS晶粒或二極管采用不同的布局設(shè)計(jì)成具有特定功能的多路或單路ESD保護(hù)器件，主要應(yīng)用于各類通信接口靜電保護(hù)，比如USB、HDMI、RS485、RS232、VGA、RJ11、RJ45、BNC、SIM、SD等接口中。專業(yè)保護(hù)器件供應(yīng)商烜芯微ESD靜電保護(hù)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(shè)計(jì)工程師可以根據(jù)電路板布局及接口類型選擇不同封裝形式的ESD靜電保護(hù)二極管。 

目前供應(yīng)的ESD產(chǎn)品主要分為五大類：?jiǎn)瓮ǖ繣SD和EOS保護(hù)器件、低電容ESD靜電二極管、標(biāo)準(zhǔn)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(dá)到零點(diǎn)幾皮法；

• 快速響應(yīng)時(shí)間：通常小于1.0PS；

• 體積小，小型化器件，節(jié)約PCB空間；

• 工作電壓可以根據(jù)IC的工作電壓設(shè)計(jì)，比如：2.8V、3.3V、5V、12V、15V等等；

• 靈活度高，可以根據(jù)應(yīng)用需求設(shè)計(jì)電容、封裝形式、浪涌承受能力等參數(shù)；

• 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(jù)線路上可能出現(xiàn)的最大浪涌電流來選擇合適IPP的型號(hào)，需要注意的是，此時(shí)的VC 應(yīng)小于被保護(hù)晶片所能耐受的最大峰值電壓；

3）用于信號(hào)傳輸電路保護(hù)時(shí)，一定要注意所傳輸信號(hào)的頻率或傳輸速率，當(dāng)信號(hào)頻率或傳輸速率較高時(shí)，應(yīng)選用低電容系列的ESD靜電二極管；

4）根據(jù)電路設(shè)計(jì)布局及被保護(hù)線路數(shù)選擇合適的封裝。ESD封裝的大小從一定程度上可以反應(yīng)器件的防護(hù)等級(jí)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(hù)等級(jí)也越高，反之亦然。

四、ESD靜電二極管參數(shù)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?fàn)顟B(tài)，此時(shí)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(dòng)作（雪崩擊穿）的電壓，一般在規(guī)定的電流下測(cè)量，通常在大小為1mA的 電流下測(cè)量。

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

• IPP：峰值脈沖電流，一般采用8/20μs的波形測(cè)量。

• VC： 鉗位電壓，在給定大小的IPP下測(cè)得ESD兩端的電壓。大部分ESD產(chǎn)品VC與VBR及IPP成正比關(guān)系。

• C J：結(jié)電容，ESD的結(jié)電容與ESD的芯片面積、工作電壓有關(guān)系。對(duì)于相同電壓ESD產(chǎn)品，芯片面積越大結(jié)電容越大；對(duì)于相同芯片面積的ESD，工作電壓越高結(jié)電容就越低。 

五、ESD靜電二極管選型事項(xiàng)

1）ESD一般用于各類通信端口靜電防護(hù)，在一些高速數(shù)據(jù)線路，比如USB3.0、HDMI、IEEE1394等接口，ESD靜電保護(hù)二極管的結(jié)電容應(yīng)盡量選擇小的，以避免影響通信質(zhì)量； 

2）ESD有單向（A）和雙向（C）之分，根據(jù)工作的信號(hào)進(jìn)行選擇，單極性的信號(hào)可以選擇單向的 ESD或雙向的ESD， 雙極性的信號(hào)要選擇雙向的ESD；

3）具體選擇什么型號(hào)的ESD靜電二極管做靜電防護(hù)，還需要在專業(yè)的電子工程師指導(dǎo)下選擇；
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