在現(xiàn)代電子技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代，各種電子設(shè)備充斥著我們的生活。從智能手機(jī)、平板電腦到汽車電子、工業(yè)控制系統(tǒng)，電子設(shè)備的功能越來越強(qiáng)大，集成度也越來越高。然而，隨著電子設(shè)備的日益精密化，它們對(duì)靜電放電（Electrostatic Discharge，簡(jiǎn)稱 ESD）的敏感度也在不斷增加。ESD 可能會(huì)對(duì)電子設(shè)備造成嚴(yán)重的損害，影響其性能和可靠性。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，ESD 保護(hù)器件應(yīng)運(yùn)而生，成為了守護(hù)電子設(shè)備的 “安全衛(wèi)士”。

ESD 的危害：看不見的 “電子殺手”

ESD 是一種自然現(xiàn)象，當(dāng)兩個(gè)具有不同靜電電位的物體相互接觸或靠近時(shí)，就會(huì)發(fā)生靜電電荷的轉(zhuǎn)移，形成瞬間的電流和電壓脈沖。在日常生活中，我們可能都有過這樣的體驗(yàn)：在干燥的天氣里，觸摸金屬門把手或從汽車中出來時(shí)，會(huì)感到一陣刺痛，這就是 ESD 的表現(xiàn)。雖然這種靜電放電對(duì)人體通常不會(huì)造成嚴(yán)重傷害，但對(duì)于電子設(shè)備來說，ESD 卻可能是一場(chǎng)災(zāi)難。

電子設(shè)備中的集成電路（IC）、晶體管等敏感元件對(duì) ESD 非常脆弱。ESD 產(chǎn)生的高電壓和大電流可以在瞬間擊穿這些元件的絕緣層，導(dǎo)致短路、開路或性能退化。這種損害可能會(huì)使電子設(shè)備立即失效，無(wú)法正常工作，也可能會(huì)在設(shè)備內(nèi)部留下潛在的隱患，隨著時(shí)間的推移逐漸影響設(shè)備的性能，降低其使用壽命。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球約有 30% 的電子設(shè)備故障是由 ESD 引起的，這給電子行業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

ESD 保護(hù)器件的工作原理

ESD 保護(hù)器件的核心作用是在 ESD 事件發(fā)生時(shí)，迅速將靜電電荷引導(dǎo)到地或其他低阻抗路徑，從而保護(hù)電子設(shè)備中的敏感元件免受高電壓和大電流的沖擊。其工作原理可以簡(jiǎn)單理解為 “四兩撥千斤”，通過巧妙的設(shè)計(jì)，利用自身的電學(xué)特性來應(yīng)對(duì) ESD 的強(qiáng)大能量。

以常見的 ESD 保護(hù)二極管為例，它通常被并聯(lián)在需要保護(hù)的電路兩端。當(dāng)電路正常工作時(shí)，ESD 保護(hù)二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，呈現(xiàn)高阻抗，對(duì)電路的正常信號(hào)傳輸沒有影響。然而，一旦 ESD 事件發(fā)生，電路中的電壓瞬間升高，當(dāng)超過 ESD 保護(hù)二極管的擊穿電壓時(shí)，二極管迅速導(dǎo)通，形成低阻抗通路。此時(shí)，ESD 產(chǎn)生的大量靜電電荷通過二極管被快速引導(dǎo)到地，從而將電路中的電壓箝制在一個(gè)安全的水平，避免了敏感元件承受過高的電壓。當(dāng) ESD 事件結(jié)束后，二極管又恢復(fù)到截止?fàn)顟B(tài)，電路繼續(xù)正常工作。

審核編輯 黃宇