如何选择合适的器件，对模拟电路进行ESD 保护

静电可能是导致模拟和数字电路无法使用的因素之一。当不同的材料相互摩擦导致电荷在物体表面积聚时，通常会发生静电。当它向物体放电时，这称为静电放电 (ESD)。众所周知，几乎所有的电子元器件都是对静电敏感的，如果处理不当，将恶化元器件的性能，甚至造成彻底损坏。在低温干燥的环境中，极易产生静电，当然静电主要还是通过摩擦产生的。除了我们所熟知的静电产生的原因外，还有一种情况容易被忽略，那就是长线缆的电荷积聚。长线缆为什么会产生静电危害，在哪些场景下会产生静电危害，以及如何进行规避，这些将是本文要重点介绍的内容。

ESD 可高达 25KV，存储电荷量少，源阻抗高。有许多不同的方法可以对设备进行 ESD 鉴定。有些包括在消费品上常见的无处不在的 CE 标志。其他标准适用于汽车、飞机、医疗、工业和其他类型的设备。

ESD 防护取决于预期的 ESD 暴露水平以及市场和行业限制。装置和方法包括：

火花间隙：在这种方法中，自由空气、 PC 板走线、连接器触点、气体放电管 (GDT) 中的两个或三个电极或其他导体中的 两个电极之间存在间隙。这种空气或 GDT 间隙允许大部分 ESD 放电跳到地。“接地”可能是指与大地的实际电流连接连接，或简单地指电路公共端。PC 板缺口在低成本消费品中很常见。GDT在电信、计算机和工业设备中更为常见。GDT 充满惰性气体，因此它们将具有非常可预测的击穿电压。

正如关于 PC 板方法的猜测一样，布局技术通常对于在器件中获得良好的 ESD 性能非常关键。此外，通常最好在电路板边缘周围放置一个周边走线，并用非腐蚀性金属接地，以尽量减少车间处理带来的问题。

串联电阻： 在这种方法中，将串联电阻添加到 I/O 线以阻止 ESD 放电。结果是电压下降和电流减少。这通常与电源轨和接地的肖特基二极管钳位相结合。有时钳位二极管位于被保护设备的内部。

MOV： 金属氧化物压敏电阻(MOV) 是另一种低成本的 ESD 和浪涌保护方法。这些器件是电压可变电阻器，当电压增加超过某个点时，电阻会急剧下降。从功能上讲，它们的作用类似于齐纳二极管，但有几点需要注意：它们是双极的;它们具有非常宽松的电压容差;它们会因暴露在过压条件下而磨损。当它们最终磨损时，它们无法打开。它们还可以为信号线增加显着的电容负载。但它们的成本很低。

TVS/TVS 阵列： 瞬态电压抑制器(TVS) 是另一种常用的 ESD 保护方法。这些器件在功能上是齐纳二极管，但具有更大的 PN 结面积。因此，它们可以承受显着的反向电流，而只有轻微的退化。在过应力的情况下，这些将失效短路。TVS 有多种尺寸和样式，从用于手机 I/O 保护的微型 BGA 阵列到用于电源输入和电源输入保护的大型设备。

良好的去耦： 这可以防止 ESD “使电源轨振铃”并导致模拟或数字控制电路故障。此类故障可能表现为偶发且不可预测的重置或数字电路切换。

屏蔽： 敏感电路周围的屏蔽会有所帮助。可能受益于屏蔽的电路包括高增益、宽带宽放大器级、电压基准和数据转换器的输入。ADC 的模拟输入当然是敏感的，但 DAC 和多路复用器(多路复用器)的时钟和数据线也会受到影响。如果您可以控制设置时间，则可以防止 ESD 毛刺造成混淆 DAC 和将多路复用器切换到错误通道等事情。

良好的电源和接地层： 这些可以将 ESD 分流到去耦网络中，并防止电路损坏或干扰。

您见过哪些与 ESD 相关的现象?您的设计是否相当稳健，或者您是否发现自己在资格方面有一些头疼的问题?您对敏感模拟电路使用的任何其他方法?