ESD二极管原理与放电信号测试

ESD二极管原理：

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测试时的放电信号特征为：

加入ESD二极管后的测试图以及测试效果如下图所示：

test sample（二极管）并联于电路

可以看到，过压峰值在50ns内有明显下降。

这个举例器件的威廉希尔官方网站 参数如下：

CVR1005RS18001T-1

特征：

1.Lead free type.

2.Compact size for

3.Insulator over coat keeps excellent low and stableleakage current.

4.Quick response time(<1ns).

5.Low Clamping Voltage.

6.Meet IEC 61000-4-2 standard.--Contact discharge mode:typical ±15kv--Air discharge mode:typical ±20kv

应用于PCB板级，电脑手机。Application for Mother Board,Notebook, cellularPhone,PDA,handheld device,DSC,DV,Scanner,andSet-Top Box etc.

威廉希尔官方网站 规格：

关于选型：

ESD静电二极管选型指南

1）ESD静电二极管的截止电压要大于电路中最高工作电压；

2）脉冲峰值电流IPP 和最大箝位电压VC 的选择，要根据线路上可能出现的最大浪涌电流来选择合适IPP的型号，需要注意的是，此时的VC 应小于被保护晶片所能耐受的最大峰值电压；

3）用于信号传输电路保护时，一定要注意所传输信号的频率或传输速率，当信号频率或传输速率较高时，应选用低电容系列的ESD静电二极管；

4）根据电路设计布局及被保护线路数选择合适的封装。ESD封装的大小从一定程度上可以反应器件的防护等级大小，一般封装越大的器件可容纳的ESD芯片面积也越大，防护等级也越高，反之亦然。

ESD静电二极管参数详解

• VRWM：反向截止电压、通俗地讲，就是ESD允许施加的最大工作电压，在该电压下ESD处于截止状态，此时ESD的漏电流很小，为几微安甚至更低。

• VBR：击穿电压，击穿电压是ESD要开始动作（雪崩击穿）的电压，一般在规定的电流下测量，通常在大小为1mA的 电流下测量。

• IR：反向漏电流，即在ESD器件两端施加VRWM电压下测得ESD的漏电流。

• IPP：峰值脉冲电流，一般采用8/20μs的波形测量。

• VC：钳位电压，在给定大小的IPP下测得ESD两端的电压。大部分ESD产品VC与VBR及IPP成正比关系。

• C J：结电容，ESD的结电容与ESD的芯片面积、工作电压有关系。对于相同电压ESD产品，芯片面积越大结电容越大；对于相同芯片面积的ESD，工作电压越高结电容就越低。

ESD静电二极管选型事项

1）ESD一般用于各类通信端口静电防护，在一些高速数据线路，比如USB3.0、HDMI、IEEE1394等接口，ESD静电保护二极管的结电容应尽量选择小的，以避免影响通信质量；

2）ESD有单向（A）和双向（C）之分，根据工作的信号进行选择，单极性的信号可以选择单向的 ESD或双向的ESD， 双极性的信号要选择双向的ESD；

3）具体选择什么型号的ESD静电二极管做静电防护，还需要在专业的电子工程师指导下选择。