关于ESD管的TLP曲线解析

谈到ESD管和TVS管的区别，网上很多说法就是TVS管用于初级和次级保护，ESD管用于板级保护，但个人觉得更加实用的一种说法是TVS管主要用于浪涌保护，ESD管主要用于静电保护（当然也有TVS管既可以用作浪涌保护，也可以用作ESD防护，这个需要仔细分析元器件规格书）。

通常电路的接口设计，在电源线的输入端，我们往往会在最前面并联一到两颗电容，之后再并联一个TVS管，电容的作用主要包括滤除一些高频噪声，更加主要的作用的是防静电，对于电源线来说，电池端的浪涌才是主要的干扰源（可以参照7637实验），所以我们需要选用一颗合适的TVS管进行保护，而对于一些信号线，静电干扰是最主要的（浪涌类干扰很少），通常我们会选用一颗ESD管进行保护。

选取nexperia的ESD管PESD3V3S1BSF和TVS管PTVSxU1UPA进行对比：

首先看PESD3V3S1BSF，规格书在应用中就首先提到该主要应用是ESD防护。



而PTVSxU1UPA应用的描述是如下，datasheet并未提及可以进行ESD防护。

2.  ESD管的datasheet通常会提供以下两个曲线,ESD管响应曲线，是ns级的响应时间，正常ESD的时间是200ns以内；TLP曲线，该曲线可以看出不同的ESD等级下，Vcl是多少。




TLP曲线也是本文想要谈论的重点，我们通常在看ESD规格书的时候，可能只会关注最大钳位电压，而不会注意在不同等级下的钳位电压是多少，虽然ESD是ns级的干扰，但是选择较低的钳位电压ESD管会更加合适。

参照下图，对于nexperia的TLP曲线来说，Ipp对应的第一次脉冲的电流，也就是当ESD等级为2kv的时候，Ipp电流为7.5A，对照上面的TLP曲线，可以得出Vcl为5v+，当ESD等级为8kv时，Ipp电流为30A，可以得出Vcl为6.5v左右，当然这儿需要注意的是ESD管规格书中提到的静电等级都是基于IEC-61000-4-2，这个标准的对地电容是150pf，放电电阻是330Ω。

而对于常见的TVS管来说，不会有ns级响应曲线以及TLP曲线，TVS管响应时间通常是ns，如果有，该类TVS管应可以应用于ESD管，具体的需要跟芯片供应商确认。

当然了，对于ESD管和TVS管的选型，一些共性的参数都是需要考虑的，比如，VRWM,IRM,VBR,VCL,IPP，通常由Vcl跟Ipp乘积计算的功率是不会超过Ppp。

总结：

1.ESD管主要用于静电防护，TVS管主要用于浪涌保护。当然有些管子是既可以用于防护和浪涌保护的。

2.可以重点关注ESD管的TLP曲线，该曲线告诉了我们不同的ESD等级下的，VCL是多少，如果规格书没有提到该曲线，可以申请芯片供应商进行测量。



审核编辑：刘清