如何选择ESD保护元件

本文将分析系统分析师可以采用的一些保护产品类型，并比较它们的特性。为了确保系统在遭受ESD事件时的鲁棒性，必须按照IEC 61000-4等标准来测试这些产品。系统设计师采用多种方法来确保符合主流ESD标准，包括解决外壳设计、电路板设计、元件选择，甚至是软件修复。其中一个重要的方法是在输入和输出（I/O）连接器等关键电路节点处使用保护元件。ESD保护元件通常称作瞬态电压抑制器（TVS）。

许多集成电路（IC）都有一些可能比较敏感的输入，这使得它们在输入电压远高于正常值得情况下（例如在ESD应力作用下）易于受损。正常工作电压与器件开始受损的电压之间的区域是安全过压区。安全过压区与器件受损区之间有少许交叠，因为如果较大的过压仅持续极短时间，那么即使不是在安全过电压区，器件可能也可以承受。TVS的任务就是发生ESD事件时，将输入电压维持在安全过压范围之内，而在正常工作时不影响系统性能。TVS器件被放置于邻近ESD事件可能进入系统的位置，旨在限制敏感节点处的电压，并将电流引致不太敏感的节点，如低电平。为实现这个功能，TVS必须在正常工作电压范围内拥有高阻抗，在正常工作电压范围之外拥有低阻抗，这样才能将电流直接从敏感节点引开，并限制开态电压。

对TVS的基本要求与具体应用有关，但一般情况下有如下要求：(1)能够在期望的ESD应力下正常工作；(2)在正常电压范围内具有高阻抗(低泄漏)；(3)在正常电压范围之外呈低阻抗；(4)导通电压适合应用；(5)在遭受应力期间可快速地从高阻抗转换至低阻抗(6)电容对目标应用而言不太高。

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