ESD与EOS（surge）防护器件选型

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ESD:electronstatic discharge 静电放电
    现象：有限的大量的电荷在不同电位体之间快速转移的一种放电现象。
    产生原因：摩擦，接触，耦合感应等。
5 Z) F/ |- ^5 ]5 u% c' t    特点：时间短（ns级），电压高（kv）,电流大（A）。
    测试规范与方法：IEC61000-4-2，ESD GUN

& n' b, W- y6 P  TEOS：electrical over stress 电性过应力
    现象：高压或者大电流导致芯片内部损坏，发热，从而伴随着外部烧糊的现象。
4 x9 y' |: X7 E1 ]- @7 K$ T    产生原因：感应，累计浪涌等。
/ R: B/ d" k$ s    特点：时间长（us级），电压跟电流视情况而定。
    测试规范与方法：IEC61000-4-5，EOS tester（surge generator）

. G* u4 V8 O- p1 eESD模拟方法：静电枪（ESD GUN）也是ESD保护能力测试工具。

ESD保护能力等级评估：
/ y- ~9 H1 |- `
ESD选型重要参数：
4 y* Q. Q3 u$ v0 ?7 C! L
2 q( }/ v7 ^' k0 `+ nA：钳位电压：决定保护系统的能力。

注意：图中表的+6KV时候的钳位电压为11.5V，放在现在相当于+8KV的钳位电压。
; R9 e7 J0 H9 _6 {
$ ]/ v( i6 ?' O7 `5 [B：Vrwm：被保护的电源或讯号线的最高工作电压。
VRWM是指reverse stand-off voltage，用来只是该颗料可以工作在什么电压范围内。
信号线的电平：
& Y" i4 b: z9 }, a* I5 [, c
1.5V：DP USB3.0：TX/RX

' G. b) Z. A. h/ ?3.3V:HDMI USB2.0+/D-
9 D& r1 y- `! Q1 h0 V4 I+ P
C：单向或双向：被保护电源或讯号线是否可能出现正电压或者负电压。
8 G% a* W& N  B: x单向的信号区域只是正的，而双向TVS的信号区域可以是正或者负的。
可以从TVS的模型看出来:
只有一个齐纳二极管的是单向的，有两个齐纳二极管背靠背或者正对着的是双向的。
, ^) ?+ z! w' T' v; R* _
例如RS232 Audio等需要用双向的。
0 K: v6 N# k& n# b! Q, o) Y
D：电容值：电容值越低，在高速应用中，对信号完整性得到影响越低。
/ u0 [9 e6 _* ^
9 j1 Y& B  X* S电容值应该从规格书上怎样读出来呢：
4 _& R' n3 [4 Z( Z0 O2 A6 S5 O) N
注意：是红色框框里面的值。

E：Ipp：是否有EOS（surge）防护的需求。
+ B% z  ]0 P4 E3 H0 l- k
$ X: B% T! l# \) C# [) X. G注意：很多国产的datasheet会标出Ppk，这是没有参考意义的，为什么呢，请自己思考下，然后留言你的看法，或者后台回复“Ppk”查看答案。
6 C; R/ `' [& T/ n# m' Z
F：封装与脚位：尽量选择集成高的array，就是选择多通道，小封装的意思；尽量方便layout。
最好采用Feed-Through Package Design,如下图type-c:
0 J3 J* d; i% S) b
最后注意，在设计ESD跟EOS的时候，记得预先了解需要达到的ESD等级：
7 o- \- S) s  g如空气8KV，接触4KV，需要达到class A或者是class B.
8 z0 c' X& f; b: \: ~$ {' u# p
3 ]- V( ^: B0 ~. H% W  C! h3 {EOS 是在ESD的基础上面加强去防护EOS的，所以EOS可能能够防护ESD，而ESD不一定能够防护EOS。
, ^- d8 w6 H1 ~6 `
# O8 x6 ]# z" ?, e6 D" \

RGB_lamp

计算接口信号幅值的范围来确定ESD器件的工作电压；
根据信号类型决定使用单向或者双向ESD器件;
根据信号速率决定该接口能承受的最大寄生电容；
" i  `. S# U! j( F根据电路系统的最大承受电压冲击，选择适合的钳位电压；
确保ESD器件可达到或超过IEC 61000-4-2 level4。

Maskman

在ESD器件选型时寄生电容可以根据应用接口选择。