标签: ESD

KY键盘接口静电浪涌防护方案通过集成ESD保护元件、电阻和连接键，形成了一道有效的防护屏障。当键盘接口受到静电放电或其他浪涌冲击时，该方案能够迅速将过电压和过电流引导至地，从而保护后续电路免受损害。 ESD保护元件是方案中的核心部分，它负责在静电放电或其他浪涌事件发生时，迅速响应并将过电压和过电流限制在安全范围内；电阻R1在方案中起到了限流和分压的作用，它能够限制流过ESD保护元件的电流，防止元件因过流而损坏。同时，电阻R1还能够与ESD保护元件协同工作，共同将过电压钳位在安全水平。连接键（KEY）则用于连接键盘接口和ESD保护电路，确保信号能够顺畅传输，并在需要时提供额外的保护路径。 TSESN1987B TSESN1952B TSESN1911A TSESN1931B TSESN1973B TSESN1983A TSESN2413B TSESN2654B TSESN2680B TSESN2677B TSESN2678B TSESN2612A TSESN2683A TSESN2690B TSESN2685B TSESN2685B-AT TSESN1982B TSESN3854B TSESN3817A TSESN3852B TSESN4932B TSESN4956B TSESN4925A TSESN4985B TSESN4983A TSESN4979B TSESN5785B TSESN5752B TSESN5714A TSESN5783A TSESN6051B TSESN6026A TSESN6326A TSESN6821A TSESN6852B TSESN6852B-AT TSESN6885B TSESN6832A TSESN6880A TSESN6832A-AT TSESN6823A TSESN8052B TSESN8034A

时源芯微 专业EMC解决方案提供商 为EMC创造可能 TVS（Transient Voltage Suppressor，瞬态电压抑制二极管）和ESD（Electrostatic Discharge，静电放电保护二极管）均用于电路保护，但在设计目标、性能参数及应用场景上存在显著差异。以下是两者的核心区别及选型指南： 一、核心功能与设计目标 参数 TVS管 ESD管 核心用途 抑制高能量瞬态过压（浪涌、雷击、电源干扰） 防护静电放电（ESD）及低能量快速瞬态脉冲 典型场景 电源线、通信端口、工业设备 数据接口（USB/HDMI）、芯片I/O引脚 设计目标 高功率吸收能力，长期稳定性 超快响应，低电容，多脉冲耐受性 二、关键性能参数对比 参数 TVS管 ESD管 响应时间 1ns~5ns（较慢，侧重能量吸收） 1ns（极快，针对纳秒级ESD事件） 钳位电压 较高（如30V~600V，与功率相关） 极低（如5V~30V，精确匹配IC耐压） 峰值脉冲功率 数百瓦~数千瓦（如SMCJ系列达1500W） 数十瓦（如如TSESR2683A仅30W） 结电容 较高（5pF~100pF，可能影响高频信号） 极低（0.5pF~5pF，适合高速接口） 耐受次数 单次或少量高能量冲击（易老化） 数千次ESD冲击（如IEC 61000-4-2 ±15kV） 三、应用场景与典型电路 TVS管的典型应用 电源端口 ： 防护雷击浪涌（如AC/DC输入端的SMBJ系列）。 吸收感性负载切换的反电动势（如电机驱动电路）。 通信线路 ： 抑制RS-485接口的浪涌。 设计要点 ：需串联保险丝防止TVS短路失效。 ESD管的典型应用 高速数据接口 ： USB 3.0/HDMI的ESD防护（如SRV05-4低电容阵列）。 手机SIM卡触点保护（如ESD9X系列）。 敏感IC保护 ： 微处理器GPIO引脚防护（如PESD3V3）。 设计要点 ：布局时尽量靠近被保护器件（5mm）。 四、封装与成本对比 参数 TVS管 ESD管 常见封装 SMA/SMB/SMC（大体积，散热需求高） 0201/DFN1006（超小封装，高密度布局） 成本 较高（高功率器件成本增加） 较低（适合大批量消费电子） 五、选型误区与注意事项 误区：TVS可替代ESD管 问题 ：TVS结电容高（如SMBJ5.0A约50pF），用于USB 3.0（5Gbps）会导致信号失真。 对策 ：高速接口必须选ESD管（如USB3.0专用TSESP1985B）。 误区：ESD管能抗雷击 问题 ：ESD管功率低（如±8kV/30A），无法承受雷击浪涌（8/20μs波形下需kA级通流）。 对策 ：电源端口需TVS+压敏电阻（MOV）多级防护。 关键参数验证 TVS选型 ：确保钳位电压 V C V 设备耐压 V C ​ V 设备耐压​，如5V电路选 V C = 9 V 。 ESD选型 ：电容 C j 信号带宽要求 C j ​信号带宽要求，如10Gbps信号需 C j 0.5 p F 。 六、联合使用案例 场景：工业以太网端口防护 一级防护（浪涌） ：TVS（SMBJ58CA，600W）吸收雷击能量。 二级防护（ESD） ：ESD阵列（TSESP2685B，0.5pF）保护PHY芯片。 布局要点 ：TVS靠近端口，ESD靠近芯片，级间串联磁珠（如600Ω@100MHz）。 七、总结 TVS管 ：高能量、慢速瞬态防护，适用于电源和通信浪涌。 ESD管 ：低能量、超快速静电防护，专为高速接口和敏感IC设计。 选型核心 ：根据 脉冲类型（ESD/浪涌） 、 信号频率 和 能量等级 综合决策，必要时多级防护结合使用。

ESD（Electrostatic Discharge，静电放电）二极管是一种专门用于保护电子设备免受静电放电或瞬态电压冲击的半导体器件。以下是其特点、优势和应用场景的详细说明： 一、ESD二极管的特点 快速响应 响应时间极短（通常小于 1纳秒 ），能迅速将ESD能量旁路到地，避免电路受损。 低钳位电压 在ESD事件中，钳位电压远低于被保护器件的耐受阈值（例如 30V ），确保敏感元件不被击穿。 低电容 典型电容值低至 0.5pF~5pF ，适合高频信号线路（如USB 3.0、HDMI），避免信号失真。 小封装尺寸 常用封装如 DFN、SOD-323 等，适合高密度PCB设计，尤其适用于便携式设备。 双向/单向保护 双向ESD二极管可处理正负电压冲击，适用于交流信号；单向型用于直流线路。 高可靠性 可承受数千次ESD冲击（如 IEC 61000-4-2 标准下的 ±15kV ），寿命长。 二、ESD二极管的优势 精准保护 针对性强，可匹配不同电压等级的电路（如 3.3V、5V、12V ），避免过压或欠压保护失效。 低泄漏电流 静态电流低至 nA级 ，几乎不影响电路功耗，适合电池供电设备。 简化设计 无需额外电路，直接并联在信号线与地之间，节省空间和成本。 兼容性广 适用于高速接口（如 USB4、PCIe、以太网 ）和低频电路（如按键、传感器）。 温度稳定性 在宽温范围（如 -40°C~125°C ）内性能稳定，适合汽车和工业环境。 三、应用场景 消费电子 手机/平板 ：保护USB-C、显示屏接口、SIM卡槽等。 可穿戴设备 ：防止充电触点或传感器受ESD损坏。 通信设备 高速接口 ：HDMI、以太网、5G射频前端。 基站设备 ：保护光模块、天线接口。 汽车电子 车载网络 ：CAN、LIN总线、车载娱乐系统接口。 传感器 ：胎压监测、摄像头模组。 工业控制 PLC模块 ：保护I/O端口、RS-485通信。 工业传感器 ：温湿度探头、电机控制信号线。 医疗设备 高精度仪器 ：ECG电极、医疗传感器接口。 四、与其他保护器件的对比 特性 ESD二极管 TVS二极管 压敏电阻（MOV） 响应时间 1ns 1ns~5ns 25ns~100ns 电容值 0.5~5pF 5~50pF 100pF~nF级 耐冲击次数 数千次（精确ESD防护） 数百次 数十次（性能退化） 适用场景 高频信号、精密电路 中等功率瞬态抑制 电源端浪涌防护 如TSESN1973B为例： 五、选型建议 电压匹配 ：选择钳位电压低于被保护电路的最大耐受电压。 电容要求 ：高速接口（如USB 3.2）需电容1pF。 封装形式 ：根据PCB空间选择DFN、SOT-23等。 标准认证 ：确保符合IEC 61000-4-2（接触放电±8kV，空气放电±15kV）。

在当今高度集成化和智能化的电子行业中，静电放电（ ESD）和闩锁效应（Latch-Up,以下简称LU）是两大核心挑战。它们不仅可能导致芯片性能下降，甚至会造成永久性损坏，严重影响产品的可靠性和用户体验。因此，开展全面而有效的ESD测试和LU测试，对于电子行业而言至关重要。 ES612A 型静电放电测试仪是一款专为评估晶圆级和封装级器件而设计的测试仪。该测试仪旨在满足 HBM 、 HMM 和 MM 的 ESD 标准。使用外部 DC 特性测量功能之一可以轻松确定 ESD 故障阈值。该设备可通过外接引脚扩展模块，实现多管脚设备的 HBM 和 LU 自动化测量，可用作器件的质量检测。 ES612A 设备的脉冲源设计和脉冲源传输方法确保了波形性能直接作用于被测器件。通过自动化测试软件，操作人员还可以自动捕获和分析每个 ESD 注入时的电流波形。此外，搭配相关附件后，设备还可以捕获电压波形并用于确定保护电路的开启量级。该设备还可以用作故障确定的手段，因为器件的直流特性在 ESD 事件后可能会发生变化。 为评估集成电路（ IC）和电子元件的可靠性和鲁棒性提供了全面的解决方案。作为ES612系列的升级版，ES612A系列在配置和性能上均有大幅提升。 ES612A 测试系统主要指标： 项目 E S D E M C ES612A参数 最大管脚数量 128 管脚数量选项 2、64、128 HBM/MM最低电压(V) ±10 HBM最高电压 (kV) ±2 、±4、±6、±8、±12、±20、±30 HMM最高峰值电流 (A) 45、90、135 MM最高电压 (kV) ±2, ±4 电压调节步进 (V) 1V (≤ 500V), 10V (500V) 电压精度 优于 ±1 % ± 1V 测试速度（不含 IV测试） (每秒脉冲数) 5-20 ESD 波形测量功能 选配 Preconditioning Vectors External Setup = 20 MHz, 256K Depth V/I 四线开尔文测试 支持 最大支持 DC偏压数量 3（常规1/2/3可选） DC偏压输出范围 6-150V，1-25A 多种型号可定制 最大 LU电压、电流 150V, 1.2A LU 波形抓取 支持 测试期间 DC Bias 支持 DC 漏电测试(Spot) 支持 ES650-150（选配） 全自动 2 针低寄生机器人自动化测试方案 服务 现场安装 , 培训, 远程援助, 咨询 支持 Rolla, MO, USA + 北京, 中国 质保 2年 先进性和特色： 1. 更高的参数指标： ● HBM，支持选配最高30kV的输出电压。 ● HMM,支持选配最高135A的输出电流。 ● MM，支持选配最高4kV的输出电压。 ● IV测试，支持最大200V的DC电压和2A的引脚最大DC电流。 ● 测试速度， =0.2 Sec/P/PM ， 4 组 PM 理论可接近 0.05 Sec/P 。 2.高度兼容性： ES612A测试系统能够兼容多种测试方法和标准，包括HBM、HMM、MM以及闩锁（LU）等测试方法和标准，满足多样化的测试需求。 3. 灵活配置： 系统提供了高度灵活的偏置电源和引脚数配置能力。 ● 引脚数配置： ES612A 支持用户在 2pin 、 64pin 、 128pin 中任意选择一个配置，采购后也可从低配升级到高配。 ● 偏置电源配置：支持用户选配最高 3 路内置偏置电源（常规可选 1、2、3路）， 并可扩展外置偏置电源。电源电压和电流量程范围也可定制。 ● 板卡定制：用户可定制特殊板卡，如 1000V 以上的高压 DC 通道。 4.自动化测试： 选配 ES650-150全自动2 针低寄生机器人自动化测试方案， 通过先进的控制和监控技术，实现 HBM、HMM、MM、LU的一键化测试，自动进行ESD失效判定和LU判定，大大提高了测试效率。 5. 全面数据分析： 系统具备强大的数据分析和报告生成功能，能够为用户提供详尽的测试数据支持。用户可以通过外接示波器，检测HBM、HMM 或 MM 放电电流瞬态波形；可以选择示波器或者内置电流、电压检测功能来监控 LU 的时域波形，判定是否有过冲，以及什么时间发生 LU 等信息。 携手 ESDEMC，共创电子行业美好未来 在当今高度集成化和智能化的芯片行业中，ESD静电放电测试和LU闩锁测试是确保产品质量和可靠性的关键。ESDEMC公司作为芯片测试领域的领军企业，一直致力于为客户提供先进的测试技术和解决方案。 对于电子行业的管理者和技术人员而言，选择ESDEMC公司和ES612A测试系统，意味着选择了更先进的测试技术、更全面的测试功能、更高效的测试流程和更优质的服务和支持。这将有助于大家更好地应对市场竞争和技术变革，提高产品质量和可靠性，从而赢得更多的市场份额和用户信任。 ESDEMC公司愿携手大家，共同推动电子行业的发展和创新，共创美好未来！ 关键字 ESDEMC可以随时联系上我们。

时源芯微 专业EMC解决方案提供商 为EMC创造可能 引言： ESD 为何成为电子设计的核心痛点？ 静电放电（ Electrostatic Discharge, ESD ）是电子设备失效的“隐形杀手”。据统计，全球每年因 ESD 导致的电子器件损坏损失高达数十亿美元。尤其在 5G 、物联网等高频高速场景下， ESD 防护更需兼顾性能与成本。本文将深度解析 ESD 防护器件的结构特点、工作原理、参数选型及 EMC 对策，为工程师提供实用解决方案。 一、 ESD 防护器件的结构特点 1. 分立式与集成式结构 分立式结构：以 TVS 二极管、压敏电阻（ MOV ）等独立器件为主，通过外接电路实现防护。例如， TVS 二极管采用 PN 结雪崩击穿原理，封装形式多样（如 SOT23 、 SOD323 等），适用于接口保护。 集成式结构：将 ESD 防护功能嵌入 IC 设计，如增加片上保护二极管或优化电路布局。此类设计可减少 PCB 面积占用，但需在芯片设计阶段完成 EMC 规划。 2. 封装与材料创新 微型化封装（如 DFN 、 QFN ）适应高密度电路需求，同时需控制寄生电容（通常要求 <1pF ）以避免信号衰减。 屏蔽罩设计：通过金属屏蔽层隔离静电耦合，例如在散热器与敏感电路间增设等位体结构，将 ESD 抗扰度提升至 15kV 以上。 二、 ESD 防护的工作原理 1. 核心机制：瞬态电压钳位与能量泄放 当静电脉冲（如 IEC6100042 标准定义的 8kV 接触放电）侵入电路时， ESD 器件（如 TVS 二极管）迅速响应（纳秒级），通过雪崩击穿将电压钳位至安全值，并将电流导向地线，避免敏感元件损坏。 2. 多级防护架构 一级防护：在接口处设置 TVS 二极管，吸收大部分能量。 二级防护：通过电阻、电感等元件限制剩余电流，形成 “纵深防御”体系。 三、参数选型的关键维度 1. ESD 等级匹配 根据应用场景选择 HBM （人体模型）、 CDM （器件充电模型）或 IEC6100042 等级。例如，消费电子需满足 IEC Level4 （接触放电 8kV/ 空气放电 15kV ）。 2. 电压与电容权衡 工作电压：击穿电压需高于信号峰值（如 USB 3.0 接口选 5V 以上 TVS ）。 寄生电容：高速信号（如 HDMI ）需选择低电容器件（ <0.5pF ），避免信号完整性劣化。 3. 封装与布局优化 微型封装（如 SOD523 ）适合紧凑型设备，但需注意散热与焊接工艺； 布局时优先靠近被保护器件，减少回路电感。 四、 ESD 与 EMC 协同设计策略 1. 前期规划： EMC 设计前置 在 PCB 设计阶段预留 ESD 防护区，结合屏蔽、滤波（如π型滤波器）降低电磁干扰。 2. 结构优化与测试验证 机械设计：调整散热器位置或材料，阻断 ESD 电流路径； 测试标准：通过 ESD 枪测试（如± 15kV ）与辐射抗扰度测试，确保整机兼容性。 3. 系统级防护案例 某智能穿戴设备采用 “ TVS+ 磁珠 + 共模滤波器”组合方案，将 ESD 故障率降低 90% ，并通过 FCC 认证。