關于ESD管的TLP曲線解析

談到ESD管和TVS管的區別，網上很多說法就是TVS管用于初級和次級保護，ESD管用于板級保護，但個人覺得更加實用的一種說法是TVS管主要用于浪涌保護，ESD管主要用于靜電保護（當然也有TVS管既可以用作浪涌保護，也可以用作ESD防護，這個需要仔細分析元器件規格書）。

通常電路的接口設計，在電源線的輸入端，我們往往會在最前面并聯一到兩顆電容，之后再并聯一個TVS管，電容的作用主要包括濾除一些高頻噪聲，更加主要的作用的是防靜電，對于電源線來說，電池端的浪涌才是主要的干擾源（可以參照7637實驗），所以我們需要選用一顆合適的TVS管進行保護，而對于一些信號線，靜電干擾是最主要的（浪涌類干擾很少），通常我們會選用一顆ESD管進行保護。

選取nexperia的ESD管PESD3V3S1BSF和TVS管PTVSxU1UPA進行對比：

首先看PESD3V3S1BSF，規格書在應用中就首先提到該主要應用是ESD防護。



而PTVSxU1UPA應用的描述是如下，datasheet并未提及可以進行ESD防護。

2. ESD管的datasheet通常會提供以下兩個曲線,ESD管響應曲線，是ns級的響應時間，正常ESD的時間是200ns以內；TLP曲線，該曲線可以看出不同的ESD等級下，Vcl是多少。




TLP曲線也是本文想要談論的重點，我們通常在看ESD規格書的時候，可能只會關注最大鉗位電壓，而不會注意在不同等級下的鉗位電壓是多少，雖然ESD是ns級的干擾，但是選擇較低的鉗位電壓ESD管會更加合適。

參照下圖，對于nexperia的TLP曲線來說，Ipp對應的第一次脈沖的電流，也就是當ESD等級為2kv的時候，Ipp電流為7.5A，對照上面的TLP曲線，可以得出Vcl為5v+，當ESD等級為8kv時，Ipp電流為30A，可以得出Vcl為6.5v左右，當然這兒需要注意的是ESD管規格書中提到的靜電等級都是基于IEC-61000-4-2，這個標準的對地電容是150pf，放電電阻是330Ω。

而對于常見的TVS管來說，不會有ns級響應曲線以及TLP曲線，TVS管響應時間通常是ns，如果有，該類TVS管應可以應用于ESD管，具體的需要跟芯片供應商確認。

當然了，對于ESD管和TVS管的選型，一些共性的參數都是需要考慮的，比如，VRWM,IRM,VBR,VCL,IPP，通常由Vcl跟Ipp乘積計算的功率是不會超過Ppp。

總結：

1.ESD管主要用于靜電防護，TVS管主要用于浪涌保護。當然有些管子是既可以用于防護和浪涌保護的。

2.可以重點關注ESD管的TLP曲線，該曲線告訴了我們不同的ESD等級下的，VCL是多少，如果規格書沒有提到該曲線，可以申請芯片供應商進行測量。



審核編輯：劉清