電容器充當ESD保護器件的原理以及容值計算

靜電放電又稱為ESD，是電子電路中普遍需要應對的問題，一般我們選用電容器作為ESD保護器件，價格便宜，效果也比較好。事實上有多種方法可以保護器件免受 ESD 影響，比如TVS等，我們今天重點介紹一下電容器充當ESD保護器件的計算選型。

下面是一個典型電路，其中陶瓷電容器安裝在具有裸露跡線以防止 ESD 的 IC 中。

1.電容器充當ESD保護器件的原理

電容是一種無源器件，能夠在其極板上存儲電荷。舉個例子，如果一個人在鋪有地毯的地板上行走，人和地板就像電容的兩個極板，地毯把兩個極板隔開，此時人和地板就可以等效成電容，人的身體就會積累電荷，此時用手觸摸裸露的IC引腳時，身上的電荷會釋放到IC上，從而可能導致IC被靜電擊穿。

ESD的等效模型如下圖所示，C ESD表示體電容，而V ESD是與該電容相關的靜電放電峰值電壓。在我們之前的一個項目中，我們假定C ESD和 V ESD分別為330pF 和 8kV。

2.電容器充當ESD保護器件的容值計算

因此，當在鋪有地毯的地面上行走時，體內的電荷可以被視為初始電荷。根據電荷方程 Q=C*V，我們可以根據上圖列出以下方程：Qinitial=C ESD*V ESD；

當觸摸裸露的IC引腳時，根據電荷守恒定理，體內的電荷會轉移到IC引腳和引腳旁邊的電容器上，等效電路如下：

電容兩端最終的電荷是：Qfinal=Cfinal*Vfinal；其中Cfinal 是 C1和C ESD的并聯(lián)電容值， Vfinal是施加在IC引腳上的等效靜電放電電壓，這也是電容C1將承受的電壓。Cfinal =C1+C ESD；

根據電荷守恒：Qinitial=Qfinal；

C ESD*V ESD=Cfinal*Vfinal；

那么Vfinal可以計算如下：

電容C1可以計算如下：

以上就是當電容用于靜電防護時，電容選型容值以及電壓的計算。

審核編輯：湯梓紅