【導讀】靜電放電現象在我們的日常生活中很常見，但對于電子產品而言卻是足以致命的，因此，做好ESD防護十分重要，而為保證整個系統有較好的ESD防護能力，外部ESD保護器件是必不可少的。面對市場上眾多的ESD防護器件，工程師該如何針對應用的不同進行選擇呢？
ESD (Electro-Static Discharge，靜電放電)可能導致元器件內部線路受損，直接影響產品的正常使用壽命，甚至造成產品的損壞。因此，ESD防護一直以來都是工程師們的工作重點。
靜電的基本物理特性為：吸引或排斥，與大地有電位差，會產生放電電流。這三種特性又對電子元件產生如下幾種影響：
1．靜電吸附灰塵，降低元件絕緣電阻（縮短壽命）。
2．靜電放電破壞，瞬間高壓使元件受損不能工作(完全破壞)。 3．靜電放電電場或電流產生的熱，使元件受傷（潛在損傷）。
4．靜電放電產生的電磁場幅度很大（達幾百伏/米）頻譜極寬（從幾十兆到幾千兆）， 對電子產器造成干擾甚至損壞（電磁干擾）
靜電對電子產品損害有哪些特點？
1. 隱蔽性 人體不能直接感知靜電除非發生靜電放電,但是發生靜電放電人體也不一 定能有電擊的感覺,這是因為人體能感知的靜電放電電壓為2－3 KV,所以靜電具有隱蔽性。
2. 潛在性 有些電子元器件受到靜電損傷后的性能沒有明顯的下降，但多次累加放電 會給器件造成內傷而形成隱患。因此靜電對器件的損傷具有潛在性。
3. 隨機性 電子元件甚么情況下會遭受靜電破壞呢?可以這么說，從一個元件產生以 后，一直到它損壞以前，所有的過程都受到靜電的威脅，而這些靜電的產生也具有隨機動性性。其損壞也具有隨機動性性。
4.復雜性 靜電放電損傷的失效分析工作，因電子產品的精、細、微小的結構特點而費 時、費事、費錢，要求較高的技術并往往需要使用掃描電鏡等高精密儀器。即使如此，有 些靜電損傷現象也難以與其他原因造成的損傷加以區別，使人誤把靜電損傷失效當作其他 失效。這在對靜電放電損害未充分認識之前，常常歸因于早期失效或情況不明的失效，從 而不自覺地掩蓋了失效的真正原因。所以靜電對電子器件損傷的分析具有復雜性。
因此我們說ESD防護在我們常用的電子消費類終端產品，特別是日益增多的各類數碼產品中體現的尤為重要。而冬天人體產生的靜電非常強烈而且頻繁，當我們接觸手機、數碼相機或MP3等手持電子設備時，靜電常常通過人體引入電子設備中；而目前的電子產品廣泛采用大規模的集成電路，如果沒有專門的靜電防護，輕則引起芯片復位、數據丟失、關機等現象，重則擊穿芯片造成永久性破壞，給我們的日常生活帶來不必要的麻煩和經濟上的損失！因此為保證整個系統有較好的ESD防護能力，外部ESD防護器件是必不可少的。下面為大家介紹幾種常用的ESD防護器件。（點擊進入ESD防護器件選擇http://www.mouser.cn/new/circuit-protection/n-5g3c）
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ESD防護器件選擇
ESD防護器件通常稱作瞬態電壓抑制器(TVS)。ESD TVS器件采用的技術主要有三種：壓敏電阻、聚合物和硅二極管，每種技術各有其獨特特性。
1．金屬氧化物壓敏電阻(MOV)（點擊進入壓敏電阻選擇）
壓敏電阻在小電流和低電壓下具有高阻抗，但在高電壓和大電流下，它們的阻抗大幅下降，因此它們屬于電壓箝位器件。
壓敏電阻是雙向保護器件，具有很寬范圍的電流和電壓保護能力，適用從高壓輸電線路和雷電保護，到到小型ESD表面貼裝器件等應用領域，。然而，相對于它們的導電率來說，它們電容較大，這意味著它們在高速信號線路保護方面的應用受到限制。壓敏電阻在遭受多次應力后，性能也會下降，即使遠低于單次應力導致的損壞等級。
2．聚合物浪涌抑制器（點擊進入浪涌抑制器選擇）
聚合物浪涌抑制器件為消弧器件，且總是雙向保護器件。它們的電容很低，對高速應用具有吸引力。但是它們的短處是導通電壓高、導通阻抗性能相對較差，遭受多次應力時易于性能下降。
3．TVS二極管（點擊進入TVS二極管選擇）
如今大多數的二極管都是采用硅制造的固態器件。它們為雙端器件，很容易讓一個方向上的電流流過，但在相反方向上，它們呈現高阻抗，直到兩端電壓達到擊穿電壓。二極管本質上為單向器件，保護方式為電壓箝位。
二極管的特性取決于N區與P區的摻雜程度，這兩個區離結點的距離遠近不同。調節摻雜程度能構建反向偏置擊穿電壓在幾百伏到僅幾伏之間的二極管。設計有明確定義的反向偏置擊穿電壓的二極管，通常稱作齊納二極管。
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基于二極管的TVS產品擁有其它ESD防護產品所不具備的多用性——可選擇單向和雙向保護。基本二極管是單向產品，且是僅有的單向保護元件。串聯結合兩個二極管就能輕易地構成雙向保護。雙向保護可通過共陰極或共陽極配置來實現。使用一對單向TVS器件便能實現雙向保護性能。市面上有多種基于雙向二極管的TVS器件，這些器件中的兩個二極管均位于同一個封裝，甚至經常集成在單個硅襯底上。
過去，硅TVS器件由于電容高，在保護低壓高速信號線路方面存在劣勢。然而，近年來的技術進步消除了這種不利因素。安森美半導體的新產品ESD9L5.0將硅器件保護的優勢與高速應用要求的低電容結合在一起。這個產品的特性就像一個簡單的齊納二極管。事實上，ESD9L5.0包含一個擊穿電壓低的齊納二極管和一對擊穿電壓高(因而電容小)的標準二極管。
ESD防護器件的比較
表1總結了前面談及的三類TVS器件的基本特性。選擇恰當的保護器件應考慮多種因素，其中關鍵的決定因素就是被保護電路的特性。
對應力有不對稱敏感度的電路節點，可能需要只有TVS二極管產品才能提供的單向保護。高速應用要求非常低的電容，這使得使聚合物器件具有吸引力。聚合物器件可以滿足對低電容和保護能力的要求。為了讓聚合物TVS產品可以用在高速應用中，，高速節點需要在瞬態高壓下工作以導通聚合物TVS，并在導通模式下提供中等阻抗。
由于成本低、不要求高壓導通，壓敏電阻常常具有吸引力。如果它們被制造得足夠大以提供具有足夠低的導通阻抗，從而提供充足的保護，那么它們的電容通常對高速應用而言就太大了。TVS二極管產品具有很好的箝位能力，如今市場上也有超低電容的TVS產品，甚至適合最高速的應用。二極管也頗具吸引力，因為它們能夠用作單向保護器件，匹配當今許多高速數字信號的電壓范圍。
最后為大家推薦一個擁有最全的ESD防護器件的好地方——最全電路保護器件匯總，幫助工程師們解決選擇難題。
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