【技术】ESD保护器件的必要性

时间： 2022-12-28 来源：里阳半导体官网

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什么是ESD呢？ESD保护器件有必要吗？这是当两个带电物体（例如人体和电子设备）彼此接触时，便会释放出静电，这种现象便称为ESD。从人体产生的ESD可以是几千伏的量级，当该高压脉冲进入被触摸的电子设备时，将导致其内部的IC电路的故障或破坏。为了防止由于ESD侵入被触摸的电子设备而导致的产品或系统破坏，便需要安装抑制或消除ESD的对应元器件。

为什么需要ESD器件

需要应对ESD的地方便是在电气设备可能与人体或物体接触的所有点处，都需要采用ESD对策。示例包括USB2.0、USB3.0、输出终端、LAN，或是用户连接或断开连接器的其他点，以及需要触摸电子产品的操作按钮的情况，或者设备在生产过程中会接触到电路板，以及使用连接器将电路板彼此连接的情况。作为ESD对策安装在这些点的部件便称为“ESD保护器件”。

电子设备制造商需要制定适当的ESD对策，以满足每个电子设备的标准，并且已经针对各种目的和产品制定了各种测试和标准。目前有四种针对IC电路和电子组件等各种器件的代表性测试方法，包括IEC61000-4-2标准，HBM（HumanBody Model，人体模型）、MM（MachineModel，机器模型）和CDM（ChargedDevice Model，充电器件模型）。在适用的测试条件下，这些测试中的每一个项目都会根据这些标准在适用的组件和设备上进行。

ESD保护器件在出厂时都需要通过测试，其测试规范包含在标准IEC61000-4-2之中。在测试时会在电路中包括150pF电容器和330Ω的内部电阻，并且通过以2kV、4kV、6kV和8kV的顺序放电四个ESD电压，来评估产品的击穿电阻，以了解这些器件的情况。ESD保护器件和对策组件的主要功能是使进入器件的ESD能够逃逸到地面，如果没有保护装置，则具有几千伏电压的ESD将直接应用于内部IC，这将对芯片带来严重的影响。

当ESD保护器件安装在外部接口和IC之间以保护IC时，IC的输入将通过ESD保护器件接地，使ESD能够逃逸到地面。在正常驱动电压（几伏）下，IC与地隔离，因此不会损害数据通信。当向其施加几千伏电压时便将IC电路接地，并且当施加几伏电压时将其与地隔离，这是ESD保护器件的必要功能。总之，ESD保护器件是非常有必要的。

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