为何TVS二极管被称为ESD静电的克星？

从以上过程可以看出，在选择TVS二极管时，必须注意以下几个参数的选择：
1. 最小击穿电压VBR和击穿电流IR。VBR是TVS最小的击穿电压，在25℃时，低于这个电压TVS是不会发生雪崩的。当TVS二极管流过规定的1mA电流(IR)时，加于TVS两极的电压为其最小击穿电压VBR。按TVS二极管的VBR与标准值的离散程度，可把VBR分为5%和10%两种。对于5%的VBR来说，VWM=0.85VBR；对于10%的VBR来说，VWM=0.81VBR。为了满足IEC61000-4-2国际标准，TVS二极管必须达到可以处理最小8kV(接触)和15kV(空气)的ESD冲击，有的半导体生产厂商在自己的产品上使用了更高的抗冲击标准。对于某些有特殊要求的便携设备应用，设计者可以按需要挑选器件。

2、最大反向漏电流ID和额定反向关断电压VWM。VWM这是二极管在正常状态时可承受的电压，此电压应大于或等于被保护电路的正常工作电压，否则二极管会不断截止回路电压；但它又需要尽量与被保护回路的正常工作电压接近，这样才不会在TVS二极管工作以前使整个回路面对过压威胁。当这个额定反向关断电压VWM加于TVS二极管的两极间时它处于反向关断状态，流过它的电流应小于或等于其最大反向漏电流ID。

3. 最大箝位电压VC和最大峰值脉冲电流IPP。当持续时间为20mS的脉冲峰值电流IPP流过TVS时，在其两端出现的最大峰值电压为VC。VC、IPP反映了TVS的浪涌抑制能力。VC与VBR之比称为箝位因子，一般在1.2~1.4之间。VC是TVS二极管在截止状态提供的电压，也就是在ESD冲击状态时通过TVS的电压，它不能大于被保护回路的可承受极限电压，否则器件面临被损伤的危险。

4. Pppm额定脉冲功率，这是基于最大截止电压和此时的峰值脉冲电流。对于手持设备，一般来说500W的TVS二极管就足够了。最大峰值脉冲功耗PM是TVS能承受的最大峰值脉冲功耗值。在给定的最大箝位电压下，功耗PM越大，其浪涌电流的承受能力越大。在给定的功耗PM下，箝位电压VC越低，其浪涌电流的承受能力越大。另外，峰值脉冲功耗还与脉冲波形、持续时间和环境温度有关。而且，TVS所能承受的瞬态脉冲是不重复的，器件规定的脉冲重复频率(持续时间与间歇时间之比)为0.01%。如果电路内出现重复性脉冲，应考虑脉冲功率的累积，有可能损坏TVS二极管。

5. 电容量C。电容量C是由TVS雪崩结截面决定的，是在特定的1MHz频率下测得的。C的大小与TVS的电流承受能力成正比，C太大将使信号衰减。因此，C是数据接口电路选用TVS的重要参数。电容对于数据/信号频率越高的回路，TVS二极管的电容对电路的干扰越大，形成噪声或衰减信号强度，因此需要根据回路的特性来决定所选器件的电容范围。高频回路一般选择电容应尽量小(如LCTVS、低电容TVS，电容不大于3pF)，而对电容要求不高的回路电容选择可高于40pF。


三、TVS二极管在ESD静电方面的应用

1.底部连接器的应用

底部连接器设计广泛应用在移动消费类产品上，目前市场上应用产品主要为移动电话、PDA、DSC(数码相机)以及MP3等便携产品。

2、RJ-45(10/100M以太网网络)
RJ-45接口广泛应用在网络连接的接口设备上，典型的应用就是10/100M以太网网络。

3. 视频线路的保护
目前视频常见的输出端口设计有D-SUB(如图3)、DVI(28线)、SCART(19线)和D-TERMINAL(主要日系产品在用)。视频数据线具有高数据传输率，数据传输率高达480Mbps，有的视频数据传输率达到1G以上，因而要选择低电容LCTVS，它通常是将一个低电容二极管与TVS二极管串联，以降低整个线路的电容(可低于3pF)，达到高速率回路的要求。ONSEMI半导体公司的SRDA05-4具有良好的低电容特性，能够提供4路ESD保护，而它的后继产品SRDA05-6能够提供多达6路ESD保护。SRDA05-X系列产品适用于所有高速通讯线路的保护。

4. SIM卡数据线路保护

SIM卡数据线路保护一直是各个公司的产品重点,而且专门为此类端口设计的集ESD(TVS)/EMI/RFI防护于一个芯片的器件，充分体现了片式器件的无限集成方案。
在针对不同用途选择器件时，要避免使器件工作在其设计参数极限附近，还应根据被保护回路的特征及可能承受ESD冲击的特征选用反应速度足够快、敏感度足够高的器件，这对于有效发挥保护器件的作用十分关键，另外集成了其它功能的器件也应当首先考虑。

5. USB保护
一般USB的ESD保护分上行(图5)和下行(图6)两种情况。针对USB 1.1的ESD保护下行主要采用了NUF2101，上行ESD保护采用STF202或者NUF2221W1T2。这些产品即能满足USB线路终端的ESD保护，还具有良好的滤波功能。

6. 音频/扬声器数据线路保护
在音频数据线路保护方面(图6)，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。有的手机设计中将耳机和麦克风合在一起，有的则是分立线路。前一种情况可以选择单路TVS二极管，而后一种情况如果两个回路是邻近的，则可以选用多路TVS二极管阵列，只用一个器件就能完成两个回路的保护。

7. 按键/开关
对于按键和开关回路，这些回路的数据率很低，对器件的电容没有特殊要求，用普通的TVS二极管阵列都可以胜任。

此外，对于便携式设备来说，各类集成电路的复杂性和精密度的提高使它们对ESD也更加敏感，以往的通用回路设计也不再适合。合理的PCB布局最重要的是要在使用TVS二极管保护ESD损害的同时避免自感。ESD设计很可能会在回路中引起寄生自感，会对回路有强大的电压冲击，导致超出IC的承受极限而造成损坏。负载产生的自感电压与电源变化强度成正比，ESD冲击的瞬变特征易于诱发高强自感。减小寄生自感的基本原则是尽可能缩短分流回路，必须考虑到包括接地回路、TVS二极管和被保护线路之间的回路，以及由接口到TVS二极管的通路等所有因素。所以，TVS二极管器件应与接口尽量接近，与被保护线路尽量接近，这样才会减少自感耦合到其它邻近线路上的机会。