分享几种不同的静电防护方案

 

 

一 前言

在电子产品制造和使用中，静电放电往往会损伤器件，甚至使产品失效造成严重损失。因此，静电防护就显得尤为重要，在不同的产品中，对静电的防护方案采用也各不相同。

二 PCB板设计

在早期对于静电的防护没有太多针对性的产品，所以基本都是从设计上去优化，比如合理的串联电阻限流来提高电路中的ESD保护能力。有一种比较另类的方案，通过在PCB板上设计多个露铜锯齿对结构来达到高压下击穿泄放路径。

这种方案结构简单，但是其间距也是十分讲究，通过公式S=U/E计算，为保证3kv以上的电压正常放电，两尖端子间距要控制在约1mm，好处是降低了成本，但是缺点也是显而易见的，因为是外放电，所以触点不能涂敷阻焊层，表面氧化后放电能力会变弱，而且尖端放电有拉弧现象，放电附近与上方不能有易燃或敏感器件。

 

三 高分子放电器

高分子静电管命名时因为其构成主要由聚合物电压诱变材料与高电分子材料组成，因为本体是由高绝缘体构成，所以结电容可以做到很小（可达0.015pF），但是同时器件的击穿电压相对其它静电管产品会高出很多，击穿后钳位电压会迅速回落到低于击穿电压的范围，在车载以太网上端口有部分方案应用。这种产品的优缺点很明显：

优点：结电容很低，在高频电路上很合适；

缺点：极高的击穿电压与较高的钳位电压，对电压比较敏感的电路可能需要二级防护才能适用。

 

 

四 压敏放电管

压敏放电管看材料特性比较像压敏电阻，差别在于压敏电阻是电压变大阻值也跟着变大，而压敏放电管是电压变大其内阻从无穷大变小，到达击穿电压呈低阻态将电流泄放对地，结构上在两边的电极中间用氧化锌进行填充，当到达击穿电压氧化锌就处于导通状态。相对高分子击穿电压与钳位电压会更低点，结电容无法做到高分子那种极低的参数。

 

 

五 半导体TVS管

目前比较主流一种方案，采用半导体的PN结雪崩效应来达到过压泄放效果，特点能精确控制到很低的击穿电压与极低的钳位电压，且一致性与可靠性高，通过对晶圆的设计能达到很高的电流通流量。对于特殊的应用场景比如需要高击穿电压与极低的钳位电压可以通过晶圆设计SCR类回扫的产品。

 

 

六 总结

通过几种不同方案的描述，可以发现不同类型的产品差异非常明显，实际应用中不存在某一种是绝对的选择，具体还需要结合应用场景需求进行选型。

审核编辑：刘清