现象
原理
ESD
选型
对策
ESD现象
在干燥的天气里，当你 去接触另外一个人的时候， 你有没有被触电的感觉？
有没有遇上下面的情 况：在实验室开发好的产 品，测试完全通过，但到 了客户手里用了一段时间 之后，出现异常现象，甚 至是产品失效需要返修， 并且故障率往往也不很高 （1%以下）？
ESD： ElectroStatic Discharge,即“静电放电”之意 。
公司内部培训ppt
2020年5月23日星期六
广州周立功单片机发展有限公司及其衍生公司，
总注册资金达二仟万元。是专业从事单片机与嵌入式系 统的推广应用、技术服务和营销,专业从事电子产品的 开发生产及应用的技术导向型公司。是国际ODVA现场 总线CAN-bus协会成员、美国NXP（原PHILIPS半导 体）、LUMINARY、SIPEX、CATALYST、ATECL， 英国ARM公司、德国KEIL公司的特许经销商及技术合 作商。其中广州致远电子有限公司是专注于研发生产嵌 入式开发工具与测试仪器的高新技术企业。
• IP系列对各种应用有很强的针对性，应用方法 非常简单，
基础知识
NXP ESD选型篇
NXP ESD应用篇
USB2.0的保护 （PRTR5V0U4D用于双路USB ）
Audio线路的保护
在音频数据线路保 护方面，由于音频回路 的信号速率比较低，对 器件电容的要求不太高 ，100pF左右都是可以 接受的
由于速率快，放电电阻小，往往会造成瞬时大电 流，可能超过20安培。这种放电如果经过了集成电路 ，这么大的电流往往会对电路造成损害。
或者这种放电会使到器件功能退化，到了
现象
原理
ESD
选型
对策
对策
• 所有的元器件、组件和设备在焊接、组装、调试和实际 使用的全寿命过程中都有可能受到静电或ESD的破坏或 损伤。
PPP峰值脉冲功率，保护器件能吸收瞬时脉冲的能量
• ESD rating箝位电压 ，即许可通过保护器件 的最大电压，应小于保护器件的最大耐压
首先，根据被保护线路的信号速度来考虑，速 度越高，需要选择CD越小的器件；
再根据信号电压选择合适的VRWM； 根据极性选择单向还是双向；
结合需最要后保考护虑的需管要脚抗（多线高路的）静数电量和，PPP选峰择值单功路率或，多并 路的ESD型号。
• 所以对元器件、组件和设备要有一定的抗静电能力才能 保证其静电安全，就像人本身要有一定的抗病毒能力样 。
单向 ESD器件
1.反向接在电路中，反向起作用 2.ESD脉冲通过时，超过VRWM的电压被短路掉 3.不能保护负的ESD脉冲
双向 ESD器件
1.双向PESD系列一端接要保护的线路，一端接地，无论来自 反向还是来自正向的ESD脉冲均被释放，更有效地保护了IC 2.应用于信号既高于又低于地，即双极性的信号。如RS232 、运放等
现象
原理
ESD
选型
对策
基础知识
NXP ESD选型篇 NXP ESD应用篇
•Cline 结电容 •PPP峰值脉冲功率
参数 选型
•VRWM 反向关断电压
•ESD rating箝位电压
• Cline：为保护器件的寄生电容，数据率越高，线路上使用
的ESD保护器件的结电容要越低，否则将破坏数据信号
• VRWM：反向关断电压，应大于或等于被保护线路的操 作电压 。
压档来选择，只需要一个参考电压（一般是 Vss）。 • 价格便宜。 • 通常用于保护I/O线路。
极低容抗<25pF
用于音频，视频，IEEE1284， USB1.1，RS485等领域。
标准容抗 用于常规场合
PRTR系列
• PRTR系列中有成对的开关二极管，还集成了一个齐纳 二极管，是“轨到轨”加上“齐纳二极管”的组合。其结电 容一般<10pF，用于高速通讯场合。其工作电压可以编 程，需要两个参考源。一般用于正负电平的数据通讯 场合。
MIL-Std 883，class 3认证； • 非常低的结电容，低至1pF； • 超低的漏电流，远小于1μA； • 快速的响应时间，远小于1ns； • 无铅超小封装。
NXP ESD保护器件分3类：
• 基于齐纳二极管（Zener Basic）的PESD系列； • 轨到轨（RTR＋Zener混合）的PRTR系列 • 混合了EMI滤波器，缓冲器，电平转换等功能
的IP系列。
PESD系列
• PESD系列是基于齐纳二极管的，高压脉冲通 过反向导通释放掉，从而保护了IC。
• 其按结电容大小划分为：标准（>50pF），低 （<=50pF），很低（<=20pF）,极低（<=5pF） 等多个档次。
• 电路信号越高需要的结电容越小。 • 其工作电压不可编程，只能按照固定的反向电
对于多路信号需要保护，如果布线方便，可以使用多路 ESD，如果布线复杂，则组合使用多个，以便更接近被保护 管脚。
基础知识
NXP ESD选型篇
NXP ESD应用篇
NXP ESD 优点
• 非常低的箝位电压； • 非常出色的ESD防护能力，高达30KV； • 完全符合IEC61000-4-2，Level 4标准和HBM
ESD会导致
产品失效（产品不可靠） 高返修率
客户抱怨 利润降低
现象
原理
ESD
选型
对策
ESD原理
处于不同电位的物体间静电荷出现快速转移。
电荷积累
快速放电
ESD原理
摩擦、接触、感应、传导等引起物质获得或失去 电子，从而带电。
当电荷积累到足够强度时，电荷将可能泄放，造 成周围物质被击穿，从而得到新的电平衡，称为静电 放电。
麦克风/话筒的保护
SD卡的保护
MMC多媒体卡的保护
DVI/HDMI的保护
低电容保证了数据线的高速性和完整性，一般情况下 ，如果用于视频领域，因为数据的传送速度高达480Mbps以 上，因为要用低电容3pF的器件。
VREF1接 正参考源 （一般接
电源） 中间接被 保护线路 VREF2接 负参考源 （一般接
地）
容抗<5pF
用于IEEE1394,USB2.0等高速通信场合
IP系列
• IP系列是NXP为手持电子设备和消费类电子产 品保护高速通讯端口而推出的，不但包含ESD 保护功能，还集成了EMI滤波、电平切换、缓 冲等功能。使之满足成本和电路板空间都有苛 刻要求的应用，如：手机，VGA，LCD TV， HDMI，USB，音频，视频，TCP/IP，STB， LVDS等。