ESD 工作原理

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。

如表 1 所示，ESD 器件封装多样化，主要有以下封装形式：

单路：两只脚 DFN0603、SOD923、DFN1006、SOD523、SOD323、DFN2020-2L
多路：
- 三只脚 SOT-523、SOT23、DFN1006-3L、DFN2020-3L
- 四只脚 SOT143
- 五只脚 SOT553、SOT353 DFN2.0*1.0-5L
- 六只脚 SOT563、SOT363、SOT23-6、DFN1616-6L
- 八只脚 SOP8、DFN-8L
- 十只脚 DFN2.5 * 1.0-10L、DFN4.1 * 2.0-10L

伯恩 ESD 产品主要分为三大类：

超低电容 ESD 系列（C_j < 1pF）
低电容 ESD 系列（1 ≤ C_j ≤ 5pF)
普通电容 ESD 系列（C_j > 5pF）

ESD 特点

ESD 是一种钳位型过压保护器件，用于静电防护及一些较低浪涌的防护；
ESD 电压根据被保护 IC 的工作电压设计，如 2.5V、2.8V、3.3V、5V、8V、12V、15V、24V、36V 等；
电容低，目前最小可做到 0.17pF，满足 10GMbps 高速应用，不影响数据通信质量；
封装小型化，如 0201、0402 等封装，01005 正在开发中，以此节约 PCB 空间；
封装形式多样化，有 DFN0603、SOD923、DFN1006、SOD523、SOD323、DFN2020-2L、SOT-523、SOT23、DFN1006-3L、DFN2020-3L、SOT143、SOT553、SOT353、DFN2.0 * 1.0-5L、SOT563、SOT363、SOT23-6、DFN1616-6L、SOP8、DFN-8L、DFN2.5 * 1.0-10L、DFN4.1 * 2.0-10L 等。

ESD 参数说明

ESD 产品的伏安特性曲线与 TVS 类似，与 TVS 不同的是 ESD 产品功率较小，工作电压也较低，ESD 的工作电压根据被保护芯片的工作电压来设计。

V_RWM：反向截止电压，即 ESD 允许施加的最大工作电压，在该电压下 ESD 处于截止状态，ESD 的漏电流很小，可以达到 10 纳安左右。

V_BR：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。

I_R：反向漏电流，即在 ESD 器件两端施加 V_RWM 电压下测得 ESD 的漏电流。

I_PP：峰值脉冲电流，ESD 产品一般采用 8/20μs 的波形测量。

V_C：钳位电压，在给定大小的 I_PP 下测得 ESD 两端的电压。

C_j ：PN 结的结电容，会影响数据传输，高频信号选取 ESD 时，一定要考虑 C_j 对信号的影响。

ESD 选型注意事项

ESD 器件的截止电压应大于被保护电路的最大工作电压，否则会影响被保护电路的正常工作。如工作电压为 5V 的线路，应选择截止电压等于或者大于 5V 的 ESD 器件。
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、USB3.1、HDMI、IEEE1394 等接口，ESD 的结电容应尽量的小，以避免影响通信质量。
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。

参考

伯恩半导体 - ESD 选型指南

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