靜電放電(ESD)是一種意外的快速高壓瞬態波形，出現在電路內的導體上。由于人際接觸等原因，靜電敏感IC等器件容易因此發生故障。為了應對這一問題，人們開發出了多種靜電放電保護器件，以保護電子設備中的敏感電路不受靜電放電的影響。

　　1. 齊納二極管(Zener Diode)

　　齊納二極管，也稱為穩壓二極管，利用反向擊穿特性來保護ESD敏感器件。齊納二極管具有非常嚴格控制的“接通”電壓，使得其可以在特定的電壓范圍內進行穩定的電流調節。然而，齊納二極管通常有幾十pF的電容，這對于高速信號(例如500MHz)而言，會引起信號畸變。因此，齊納二極管在高頻電路中的應用受到限制。

　　2. 聚合物靜電抑制器(PESD)

　　聚合物靜電抑制器是一種基于聚合物工藝的保護器，外部由Polymer聚合物材料制成，內部菱形的高電分子以規則的點陣離散狀排列。當靜電電壓超過Polymer的觸發電壓時，內部分子迅速產生尖端對尖端的放電，將靜電在瞬間泄放到地。聚合物靜電抑制器的主要特點是電容非常低，這使得其能用于高頻通訊場合，如HDMI等。然而，其鉗位電壓同樣比較高。

　　3. 片式壓敏電阻(MLV)

　　片式壓敏電阻，一般稱為MLV，是基于多層金屬氧化物結構器件。MLV也可以進行有效的瞬時高壓沖擊抑制，具有非線性電壓-電流(阻抗表現)關系，截止電壓可達最初中止電壓的2～3倍。這種特性適合用于對電壓不太敏感的線路和器件的靜電或浪涌保護，如電源回路、按鍵輸入端等。MLV的主要特點是成本低，但鉗位電壓偏高。

　　4. 瞬變電壓消除器(TVS)

　　瞬變電壓消除器(Transient Voltage Suppressor，TVS)是一種固態二極管，專門用于防止ESD瞬態電壓破壞敏感的半導體器件。與傳統的齊納二極管相比，TVS二極管的P/N結面積更大，這一結構上的改進使TVS具有更強的高壓承受能力，同時也降低了電壓截止率，因而對于保護手持設備低工作電壓回路的安全具有更好效果。TVS二極管的瞬態功率和瞬態電流性能與結的面積成正比，其結具有較大的截面積，可以處理閃電和ESD所引起的高瞬態電流。此外，TVS二極管具有快速的導通時間(特別是單向，雙向較慢)，但不適合作為單個元件來有效應對高功率ESD事件(需要與MOV、火花間隙或GDT配對)。

　　5. 其他保護器件

　　除了上述幾種常見的靜電放電保護器件外，還有一些其他類型的保護器件也用于ESD保護。例如：

　　金屬氧化物壓敏電阻(MOV)：MOV具有大通流量，但存在累積退化、大漏電流和大電容(10～1000pF)的問題。

　　氣體放電管(GDT)：GDT可以熄滅極高功率的ESD事件(例如雷擊)，但不具有低而尖銳的導通電壓，通常與TVS二極管結合使用。

　　火花間隙(GAP)：火花間隙非常簡單，只是PCB層上的銅形狀，工作原理與GDT相同，但沒有受控的氣氛和壓力。

　　MLCC陶瓷電容器：MLCC陶瓷電容器便宜且體積小，但對高功率ESD事件無效，主要適用于幫助降低由小ESD事件引起的電壓尖峰。

　　靜電放電保護器件的特點與應用

　　靜電放電保護器件具有多種特點，使其能夠廣泛應用于各種電子設備中。這些特點包括：

　　回應速度快：靜電放電保護器件的回應速度通常小于1ns，能夠在極短的時間內對靜電放電進行響應。

　　電容值低：適用于高頻高速傳輸線路，不會對高速信號造成損害。

　　體積小、封裝多樣化：能夠滿足各種產品的應用需求，方便集成到電子設備中。

　　漏電流低：通常小于1uA，不會對電路的正常工作產生影響。

　　超低限制電壓(鉗位電壓)：能夠確保在靜電放電發生時，將電壓限制在安全范圍內。

　　靜電放電保護器件主要應用于數據接口和電源等易受靜電放電影響的部位，如HDMI、USB、RJ45和天線端等。這些器件能夠轉移來自敏感元件的ESD應力，使電流流過保護元件而非敏感元件，同時維持敏感元件上的低電壓，從而保護電子設備免受靜電放電的損害。

　　結語

　　靜電放電保護器件在電子設備中發揮著至關重要的作用。通過了解不同種類的靜電放電保護器件及其特點，我們可以更好地選擇和應用這些器件，以確保電子設備的可靠性和穩定性。隨著科技的不斷發展，相信未來會有更多新型、高效的靜電放電保護器件問世，為電子設備的保護提供更加全面的解決方案。