ESD靜電抑制器的工作原理以及電路中的應(yīng)用

什么是TVS二極管（ESD靜電抑制器）？
這是一種齊納二極管，主要用于防止靜電放電（ESD），通常用于防止IC受到來(lái)自USB線的ESD影響。TVS二極管的電極間電容極低，因此不影響信號(hào)，并且其電阻（Rdyn）很低，可增強(qiáng)保護(hù)功能。支持正反方向ESD的產(chǎn)品近來(lái)已成為主流產(chǎn)品。

為何需要TVS二極管（ESD靜電抑制器）？
用于電子元件的半導(dǎo)體具有高性能和高密度，并且制造工藝經(jīng)過(guò)改進(jìn)以縮小尺寸?？s小尺寸后往往會(huì)降低元件對(duì)ESD的耐受性。鑒于通過(guò)USB連接設(shè)備的機(jī)會(huì)很多，ESD保護(hù)正日益彰顯其重要性。

TVS二極管（ESD靜電抑制器）的工作原理是什么？
當(dāng)電子元件正常工作（藍(lán)線）和暴露于靜電中（紅線）時(shí)，電流如何在電路中流動(dòng)。當(dāng)電子元件正常運(yùn)行時(shí)，TVS二極管保持關(guān)斷狀態(tài)并表現(xiàn)出寄生（結(jié)）電容，從而充當(dāng)電容器。當(dāng)向TVS二極管施加大于特定電壓的電壓時(shí)，電流會(huì)突然開(kāi)始流過(guò)TVS二極管。因此，當(dāng)ESD產(chǎn)生的電壓進(jìn)入電路時(shí)，電流會(huì)流過(guò)TVS二極管，使電壓保持恒定，從而保護(hù)后面的IC和其它元件免受過(guò)壓和過(guò)流影響。

電路中哪些地方用到了ESD靜電抑制器？
當(dāng)帶電的人體與電子元件相互接觸時(shí)，靜電會(huì)被釋放到電子元件上。最常見(jiàn)的靜電放電（ESD）入口點(diǎn)包括 USB、HDMI、電源和其它連接器端口。ESD也會(huì)從金屬表面外露的天線進(jìn)入。
TVS二極管必須連接所有需要ESD保護(hù)的數(shù)據(jù)線和電源線。TVS二極管應(yīng)盡可能靠近ESD入口點(diǎn)。

靜電抑制器的分類
常見(jiàn)的ESD二極管有硅基ESD防護(hù)器件（圖1）、MLV（圖2）、Polymer（圖3）等三種，這三種ESD防護(hù)器件各有千秋，差異對(duì)比詳見(jiàn)表1；相較而言，半導(dǎo)體ESD防護(hù)器件在響應(yīng)速度、殘壓方面更具優(yōu)勢(shì)，更多元化工作電壓，成本也趨近壓敏電阻和聚合物ESD防護(hù)器件，因而越來(lái)越受電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)者青睞。