ESD静电抑制器的工作原理以及电路中的应用

什么是TVS二极管（ESD静电抑制器）？
这是一种齐纳二极管，主要用于防止静电放电（ESD），通常用于防止IC受到来自USB线的ESD影响。TVS二极管的电极间电容极低，因此不影响信号，并且其电阻（Rdyn）很低，可增强保护功能。支持正反方向ESD的产品近来已成为主流产品。

为何需要TVS二极管（ESD静电抑制器）？
用于电子元件的半导体具有高性能和高密度，并且制造工艺经过改进以缩小尺寸。缩小尺寸后往往会降低元件对ESD的耐受性。鉴于通过USB连接设备的机会很多，ESD保护正日益彰显其重要性。

TVS二极管（ESD静电抑制器）的工作原理是什么？
当电子元件正常工作（蓝线）和暴露于静电中（红线）时，电流如何在电路中流动。当电子元件正常运行时，TVS二极管保持关断状态并表现出寄生（结）电容，从而充当电容器。当向TVS二极管施加大于特定电压的电压时，电流会突然开始流过TVS二极管。因此，当ESD产生的电压进入电路时，电流会流过TVS二极管，使电压保持恒定，从而保护后面的IC和其它元件免受过压和过流影响。

 

电路中哪些地方用到了ESD静电抑制器？
当带电的人体与电子元件相互接触时，静电会被释放到电子元件上。最常见的静电放电（ESD）入口点包括 USB、HDMI、电源和其它连接器端口。ESD也会从金属表面外露的天线进入。
TVS二极管必须连接所有需要ESD保护的数据线和电源线。TVS二极管应尽可能靠近ESD入口点。

静电抑制器的分类
常见的ESD二极管有硅基ESD防护器件（图1）、MLV（图2）、Polymer（图3）等三种，这三种ESD防护器件各有千秋，差异对比详见表1；相较而言，半导体ESD防护器件在响应速度、残压方面更具优势，更多元化工作电压，成本也趋近压敏电阻和聚合物ESD防护器件，因而越来越受电子产品设计者青睐。