ESD静电保护二极管指南

      一、ESD静电二极管工作原理
      ESD（Electrostatic Discharge Protection Devices），静电保护元器件，又称瞬态电压抑制二极管阵列（TVS Array），是由多个TVS晶粒或二极管采用不同的布局设计成具有特定功能的多路或单路ESD保护器件，主要应用于各类通信接口静电保护，比如USB、HDMI、RS485、RS232、VGA、RJ11、RJ45、BNC、SIM、SD等接口中。ESD静电保护器件，封装形式多样，从单路的SOD-323到多路的SOT-23、SOT-143、SOT23-6L、SOIC-8、QFN-10等。可以根据电路板布局及接口类型选择不同封装形式的ESD静电保护二极管。
      ESD产品主要分为五大类：
  • 单通道ESD和EOS保护器件
  • 低电容ESD静电二极管
  • 标准电容ESD静电二极管
  • 低压ESD静电二极管
  • 高功率ESD静电二极管 • SM712 • PSM712
      二、ESD静电二极管特性
  • 低电容，最低可达到零点几皮法；
  • 快速响应时间：通常小于1.0PS；
  • 体积小，小型化器件，节约PCB空间；
  • 工作电压可以根据IC的工作电压设计，比如：2.8V、3.3V、5V、12V、15V等等；
  • 灵活度高，可以根据应用需求设计电容、封装形式、浪涌承受能力等参数；
  • 封装形式多样化，封装有：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静电二极管选型指南
  (1) ESD静电二极管的截止电压要大于电路中最高工作电压；
  (2) 脉冲峰值电流IPP 和最大箝位电压VC 的选择，要根据线路上可能出现的最大浪涌电流来选择合适IPP的型号，需要注意的是，此时的VC 应小于被保护晶片所能耐受的最大峰值电压；
  (3) 用于信号传输电路保护时，一定要注意所传输信号的频率或传输速率，当信号频率或传输速率较高时，应选用低电容系列的ESD静电二极管；
  (4) 根据电路设计布局及被保护线路数选择合适的封装。ESD封装的大小从一定程度上可以反应器件的防护等级大小，一般封装越大的器件可容纳的ESD芯片面积也越大，防护等级也越高，反之亦然。
     四、ESD静电二极管参数详解
  • VRWM：反向截止电压、通俗地讲，就是ESD允许施加的最大工作电压，在该电压下ESD处于截止状态，此时ESD的漏电流很小，为几微安甚至更低。
  • VBR：击穿电压，击穿电压是ESD要开始动作（雪崩击穿）的电压，一般在规定的电流下测量，通常在大小为1mA的 电流下测量。
  • IR：反向漏电流，即在ESD器件两端施加VRWM电压下测得ESD的漏电流。
  • IPP：峰值脉冲电流，一般采用8/20μs的波形测量。
  • VC： 钳位电压，在给定大小的IPP下测得ESD两端的电压。大部分ESD产品VC与VBR及IPP成正比关系。
  • C J：结电容，ESD的结电容与ESD的芯片面积、工作电压有关系。对于相同电压ESD产品，芯片面积越大结电容越大；对于相同芯片面积的ESD，工作电压越高结电容就越低。
      五、ESD静电二极管选型事项
  (1) ESD一般用于各类通信端口静电防护，在一些高速数据线路，比如USB3.0、HDMI、IEEE1394等接口，ESD静电保护二极管的结电容应尽量选择小的，以避免影响通信质量；
  (2) ESD有单向（A）和双向（C）之分，根据工作的信号进行选择，单极性的信号可以选择单向的 ESD或双向的ESD， 双极性的信号要选择双向的ESD；
      六、ESD静电二极管典型应用
      ESD静电保护二极管广泛应用于通信、安防、工业、汽车、消费类产品、智能穿戴设备等电子产品的通信线及I/O口等静电保护。