ESD静电防护及应用

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静电放电即ESD（Electro-Static discharge），是指具有不同静电电位的物体互相靠近或直接接触引起的电荷转移。我们从生活中入手。人手在干燥或者发生摩擦时容易丢失电子，从而使人手带有正电荷。当携带正电荷的人手接触到外部的导体时，导体的电子会向人手转移，从而产生电流，这个过程中产生的电压可以达到上千伏。如果携带正电荷的手接触到电路元件，或者设备上的USB接口、HDMI接口等，会在接触瞬间产生极大的电压和电流，从而会损害到电路元件。但我们常用的路由器、网关等设备中，存在着大量的电路元气。所以这些设备在制作时候，做到硬件防护就至关重要。

ESD二极管的原理是将ESD静电保护二极管并联于电路中，当电路正常工作时，它处于截止状态（高阻态），不影响线路正常工作，当电路出现异常过压并达到其击穿电压时，它迅速由高阻态变为低阻态，给瞬间电流提供低阻抗导通路径，同时把异常高压箝制在一个安全水平之内，从而保护被保护IC或线路；当异常过压消失，其恢复至高阻态，电路正常工作。

ESD静电二极管、ESD静电保护器、ESD保护二极管等都属于保护器件。这些电器在对电路元件进行防护时，最关键的参考系数有快速响应时间，低箝位电压，高电流浪涌承受能力这三点。

ESD二极管存在一个击穿电压。当ESD发生时，二极管反向电压超过击穿电压，二极管反向导通，将电流分流到地，保护电路；理想情况下，二极管反向电压小于击穿电压时反向电流应当为零。

当然 ，除了击穿电压之外。在选择ESD二极管之前，要先了解下它的工作电压，也就是反向峰值电压。如果某个ESD二极管工作电压定义为电流10纳安。那么我们可以这样理解，这个工作电压值就是建议的最大电压信号浮值。如果说你选择的二极管的信号范围是0至3.6伏。那么你应该选择一个Vrwm在3.6伏以上的二极管。如果你选择的二极管工作电压小于3.6伏，就容易发生电流泄露的情况。所以，在二极管进行选择时，就应该根据工作电压进行选择。

双向二极管通常有正负对称的I-V曲线，工作电压和击穿电压，正因为如此，双向二极管可以支持在它正负工作电压范围内的正负信号。而单向ESD二极管一旦出现负压，则会被击穿所以对于单向ESD二极管而言，它仅能支持正向的0至工作电压区间的信号，不过单向ESD二极管反向钳位的电压更小，可以提供更好的负压保护。双向和单向ESD二极管都可以提供正负ESD电压保护，但是双向ESD二极管由于具有对称的正负击穿电压，可以通过正负信号，而单向ESD二极管只可以通过正向信号，适用的接口比如USB HDMI以及一些其他的数字接口。不过相比双向而言单向ESD二极管对于负压的保护更好。

总的来说，想要实现ESD静电防护。就需要在了解ESD二极管特性的基础上，对实际应用的场景进行评估，从而达到对电路元件最有效的防护。

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