[初次发表 23-10-30 最后编辑：24-10-16]
静电放电（ESD，Electrostatic Discharge）是静电场在短时间（数个ns）内转移能量的过程。静电场就是不流动的电荷产生的电场，和磁场一样看不见摸不到，但是可以用场强计测试到。
ESD现象的特点是电压高，放电迅速。高的电压可以轻易击穿介质（雪崩效应 Avalanche Effect）。对于电容量较大的物体或者电阻很低的物体，例如人体和铁块，ESD要么不足以形成高的电压（U=Q/C），要么不能形成足够的焦耳热（I^2xt），所以我们对静电的感受，最常见的是在冬季抱怨两句电火花打手，不算事儿。
ESD侵扰电子产品的途径，既可以通过直接接触（接触放电），也可以通过电磁感应（空间耦合，空气放电）。
对电子元器件就不同了。不少电子元器件都容易被 ESD 破坏，也被称为“ESD敏感”。这种破坏通常很隐蔽，常常不会造成立即失效，容易被轻视。不过，ESD 损伤会引起半导体材料性能快速退化，量变引起质变，最终出现破坏性损伤。而此时，ESD的“犯罪现场”往往已经被其它过应力的痕迹遮盖，难以寻觅，无法“破案”。所以，ESD对于电子元器件而言是一个不折不扣的隐形杀手。
为什么会ESD敏感呢？可以从材料性质和结构两方面来解释。
电子器件中的半导体是一种电阻可控的材料，其主要的失效机理是过压击穿（也叫介质击穿，一型击穿）。当介质在特定环境下的介电强度弱于外加电场时就会发生击穿，电介质物理学可以解释这种现象。
有一些电子元件，比如MLCC（多层陶瓷电容）、片式厚膜电阻器，其封装中存在小电容，例如MLCC的内部电极、厚膜电阻器的玻璃密封区与金属端子构成的寄生电容，电荷转移时会形成较高的电压，导致局部击穿和熔融。
防护技术
防范和控制火灾，总是从“火源-助燃物-可燃物”三方面来分别下手。电路中防护ESD也可以按这个思路，把问题分解为“干扰源-传输路径-敏感物”这3部分。事实上，这也是处理EMI、EOS等问题的通用思维。
结构防护
前面介绍了ESD侵扰电子产品的途径有接触和近距离感应两种形式。要避免ESD破坏PCBA，最直接了当的办法是加外壳防护。用外壳把PCBA包起来，阻断直接接触的路径。
外壳最好是导电材料，一般是耗散材料，不建议用绝缘材料。绝缘材料容易产生静电，当静电积累足够多，就可能在外壳和内部PCBA之间闪络放电。如果电子产品经常在强电场环境工作，那么最好用导电材料做外壳，它可以形成一个法拉第笼。当外壳不接地时，形成静电屏蔽，感应电荷均匀分布，不会集中积累。当外壳接地时，进一步形成电场屏蔽，内部电场为零。
交流供电且用导电材料外壳的电子产品，外壳接大地/保护地/PE是安全必备，所以在防触电的同时，经常可以解决防护电磁感应的问题。
对于汽车电子产品，虽然ECU（电控单元，Electronic Control Unit）的金属外壳接在汽车底盘框架上，但是汽车到大地之间的电阻并不稳定。比如干燥路面和积水路面，就会有相当大的地电阻差别。这种情况下，汽车行驶过程中，气流吹拂/摩擦ECU外壳产生的静电，可能会积累。因此，ECU内部的PCBA在连接金属外壳时，不会直接将其和PCBA的参考平面连接，而是会通过一个高压电容器，通常是10nF/100V相连，并且并联一个1Mohm的电阻器来提供电容放电路径，同时也起到限制电流的作用。
塑料外壳不能实现电场屏蔽和静电屏蔽的效果，但同样广泛用在消费、工业、汽车领域。这种情况下，PCBA上的导体和外壳内壁、开孔/口处要留出足够的电气间隙。
端口防护
很多电子产品都有开放的接口，例如手机充电口，电脑的HDMI接口等。如果ESD发生在接口处，就会直接侵入接口的电路。ESD的特点是电压高，放电迅速，那么防护ESD，就要从降压、限流入手。
降低电压可以利用带有V-I转折特性的元器件来实现。基于雪崩效应的二极管——TVS（瞬态抑制二极管，Transient Voltage Suppressor）就是最常用的一种。此外还有基于隧穿效应（Tunnel Effect）的二极管——Zener（齐纳二极管，稳压管）。这两种器件的优点首先是电压响应非常快，可以对付数个ns宽度的脉冲；其次，结电容小，在正常工作时不影响信号带宽。不过其弱点是过电流能力较差，它们的PN结都是反偏工作。
实践中，瞬态最大功率400~600W的TVS可以应付各种ESD问题。
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