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(gè)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(gè)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(dòng)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(duì)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(shí)使用高頻電流探針測量電流波形。第二個(gè)峰位于第一個(gè)峰的后面，是穩(wěn)定的，完全符合IEC 61000-4-規(guī)范。但是，第一個(gè)峰值的電壓在+25%到-35%之間變化較大。如果目標(biāo)系統(tǒng)對(duì)ESD事件的第一個(gè)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(shí)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(huì)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(gè)帶電物體之間靠得很近的突然電流流動(dòng)。接觸的物體有時(shí)會(huì)導(dǎo)致放電直接從一個(gè)物體到另一個(gè)物體。其他時(shí)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(dòng)甚至不需要接觸。靜電放電持續(xù)時(shí)間短，能量小，但產(chǎn)生的瞬態(tài)高壓高達(dá)幾千伏，會(huì)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(hào)線中使用，但僅能處理靜電放電這種時(shí)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(duì)高速差分信號(hào)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(hào)線中使用，但僅能處理靜電放電這種時(shí)間短，能量小的脈沖，這是特性上的主要區(qū)別。