ESD suppressor與TVS(Transient voltage suppressor) 兩者為主要的ESD防護(hù)器件，有什么不同？

ESD/浪涌脈沖特征

回答這個問題之前，我們先基于應(yīng)用的角度統(tǒng)計(jì)ESD及浪涌脈沖的特征。

至少有三個主要渠道可以統(tǒng)計(jì)這些脈沖的特征

1. ESD/浪涌防護(hù)器件生產(chǎn)商及需要防護(hù)ESD/浪涌的器件生產(chǎn)商應(yīng)用指導(dǎo)

下圖統(tǒng)計(jì)了部分ESD/浪涌脈沖的部分特征信息，包含脈沖電壓及寬度。其中Open/close surge指感性負(fù)載的開關(guān)動作。

2. 測試標(biāo)準(zhǔn)或各標(biāo)準(zhǔn)化組織ESD/浪涌脈沖特征統(tǒng)計(jì)

如同法律的作用，其不僅僅是懲罰犯法者，更重要的是保護(hù)大家，規(guī)范所有人，指出法律準(zhǔn)則。測試標(biāo)準(zhǔn)不僅僅要求器件，設(shè)備，系統(tǒng)滿足測試要求，還可以作為重要的設(shè)計(jì)指導(dǎo)。

而且，測試標(biāo)準(zhǔn)對其特征做了更準(zhǔn)確概率統(tǒng)計(jì)，提出了一致性要求。一致性并不代表我們就可以放松工程設(shè)計(jì)余量，即使基于測試波形的重現(xiàn)性也是如此。

下圖顯示ESD槍波形不能完全重現(xiàn)。這里ESD槍工作在重復(fù)槍擊模式，同時使用高頻電流探針測量電流波形。第二個峰位于第一個峰的后面，是穩(wěn)定的，完全符合IEC 61000-4-規(guī)范。但是，第一個峰值的電壓在+25%到-35%之間變化較大。如果目標(biāo)系統(tǒng)對ESD事件的第一個峰值很敏感，則測試結(jié)果可能顯示很大的分散性。

3. 電路測試

使用示波器測試各電路節(jié)點(diǎn)時域波形，不僅可以了解ESD/浪涌脈沖部分特征信息，還可以查看保護(hù)器件的工作表現(xiàn)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)，盡管某些脈沖可能會損壞示波器，不能測量或直接測量，盡管某些測試脈沖僅僅代表其單一屬性，不具備統(tǒng)計(jì)屬性。

列出典型的ESD及浪涌測試脈沖

- 方波

- 正弦波

- 鋸齒波

- 8us/20us (1.5us/50us), IEC 61000-4-5

- ESD (330Ω/150pF), IEC 61000-4-2

- 10us/1000us指數(shù)放電脈沖

- 拋負(fù)載脈沖, ISO 7637-2和ISO 16750-2

圖示脈沖波形8us/20us, IEC 61000-4-5

圖示脈沖波形ESD (330Ω/150pF), IEC 61000-4-2

ESD浪涌脈沖特征

靜電放電屬于浪涌的一種，是兩個帶電物體之間靠得很近的突然電流流動。接觸的物體有時會導(dǎo)致放電直接從一個物體到另一個物體。其他時候，物體之間的電壓勢可能非常大，以至于它們之間的電介質(zhì)(通常是空氣)都被擊穿了-電力流動甚至不需要接觸。靜電放電持續(xù)時間短，能量小，但產(chǎn)生的瞬態(tài)高壓高達(dá)幾千伏，會引起電子電路故障或損壞電子元器件。

ESD suppressor與TVS(Transient voltage suppressor)不同

TVS diode與ESD抑制器同樣都可以防護(hù)ESD事件，保護(hù)電路。

ESD靜電抑制器是一種間隙型靜電放電保護(hù)元件。甚至與TVS相比有著更小化的靜態(tài)電容，適合在高速信號線中使用，但僅能處理靜電放電這種時間短，能量小的脈沖，這是特性上的主要區(qū)別。電壓-電流特性可以適應(yīng)幾千伏范圍內(nèi)的ESD。0.05 pF或以下(0603,1005尺寸)的很小的靜電電容對高速差分信號電路的傳輸特性或高頻電路的插入損耗幾乎沒有影響。而TVS diode可以處理更多的浪涌脈沖類型防護(hù)。

下圖列出了TVS diode (圖中Zener diode)與ESD suppressor的不同，包括主要特征，材料，結(jié)構(gòu)，放電機(jī)制等。也包括了chip varistor常用浪涌防護(hù)器件。

總結(jié)

ESD suppressor與TVS(Transient voltage suppressor) 兩者為主要的ESD防護(hù)器件，但有著不同的特征。

ESD靜電抑制器是一種間隙型靜電放電保護(hù)元件。甚至與TVS相比有著更小化的靜態(tài)電容，適合在高速信號線中使用，但僅能處理靜電放電這種時間短，能量小的脈沖，這是特性上的主要區(qū)別。