ESD是Electro-Static discharge的缩写,即“静电释放”;ESD静电保护元件,又称静电抑制二极管。ESD是多个TVS晶粒或二极管采用不同的布局做成具有特定功能的多路或单路ESD保护器件,主要应用于各类通信接口静电保护,如USB、HDMI、RS485、RS232、VGA、RJ11、RJ45、BNC、SIM、SD等。
ESD的工作原理:
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 器件主要应用于各类通信接口的 ESD 保护,如 USB、HDMI、RS485、RS422、RS232、CAN、RJ45、RJ11、VGA、BNC、SIM 卡、SD 卡等。电路设计工程师可以根据电路板布局及接口类型选择不同封装的 ESD 器件。
ESD 选型注意事项
⚫ 最高工作电压 VRWM:ESD 管的截止电压应大于线路上最高工作电压或信号电平电压。如果截止电压选择过低,一方面会影响电路正常工作,另一方面会影响 ESD 的使用寿命。
⚫ 峰值脉冲电流 IPP: 当 ESD 单独使用时,要根据线路上可能出现的最大浪涌电流来选择合适的型号。相同电压的 ESD,功率越大 IPP 也越大。功率越大的 ESD 对电路的保护效果也越好。
⚫ 钳位电压 VC:应小于被保护电路最大可承受的瞬态安全电压,VC 与 ESD 的击穿电压及 IPP 都成正比。
⚫ 漏电流 IR:在通信线路及低功耗电路中,要特别关注 IR 这个参数,IR 越小 ESD 性能越好。
⚫ 结电容 C j:ESD 一般用于各类通信端口静电防护,在一些高速数据线路,如 USB3.0、HDMI 等接口, 应选择结电容小的 ESD 器件,以避免影响信号质量。
⚫ 封装形式:根据电路设计布局及被保护线路数选择合适的封装形式。ESD 器件封装的大小在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 芯片尺寸也越大,防护等级也越高,反之亦然。
⚫ 极性:ESD 有单向和双向之分,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 器件, 双极性的信号需选择双向的 ESD 器件。