ESD保护器原理
　　电路保护元件存在几种技术，当选择电路保护元件时，若设计师选择不当的保护器件将只能提供错误的安全概念。电路保护元件的选择应根据所要保护的布线情况、可用 的电路板空间以及被保护电路的电特性来决定。此外，了解保护元件的特性知识也非常必要，需要考虑的重要因素之一是器件的箝位电压。所谓箝位电压是在ESD 器件里跨在瞬变电压消除器(TVS)上的电压，它是被保护IC的应变电压。 　　因为利用先进工艺技术制造的IC电路里氧化层比较薄，栅极氧化层更易受到损害。这意味着较高的箝位电压将在被保护IC器件上产生较高的应变电压，并且增加了失效的概率。
　　很多保护元件都被设计成可吸收大量的能量，由于元件结构或设计上的原因也导致其具有很高的箝位电压。由于变阻器的箝位电压太高，他们不能够提供有效的ESD 保护。此外，由于变阻器的高电容他们也不能给高速数据线路提供保护。TVS二极管正是为解决此问题而产生的，它已成为保护便携电子设备的关键性技术。
　　TVS二极管是专门设计用于吸收ESD能量并且保护系统免遭ESD损害的固态元件。如果应用得当，TVS二极管将限制跨在被保护器件上的电压刚好高过额定工作电压，但是却远低于破坏阈值电压。
　　ESD保护器应用
　　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。
　　由于是直流回路，可选用高电容器件。此端口可能会受到高能量的冲击，可以选用集成了TVS和过流保护功能的器件。
　　如图1所示，是便携产品的底部连接器保护电路的示意图，其中的数据线保护IC为NZQA5V6XV5T1、NZQA6V2XV5T1、 NZQA6V8XV5T1、NZQA8V2XV5T1、NZQA5V6AXV5T1、NZQA6V8AXV5T1、MSQA6V1W5T2、 SMF05T1和NSQA6V8AW5T2。
　　以上产品都带4个单相独立线路ESD保护，其中MSQA系列、NSQA系列和SMF05的封装 形式是SC-88A，NZQA系列的封装形式是SOT-553。其中NZQA5V6XV5是5.6V单向式TVS保护器件；NZQA6V2XV5是 6.2V单向式TVS保护器件；NZQA6V8XV5是6.8V单向式TVS保护器件；NZQA6V8AXV5是6.8V单向式、低电容TVS保护器件； NUP4102XV6是14V双向式、低电容TVS。这些SOT5xx封装的TVS器件均针对260℃回焊温度处理工艺生产，符合100%无铅和静电放电 保护的要求，比传统的SC88封装减少电路板空间达36%，降低厚度40%，适合用于对电路板空间要求严格的便携设备，如手机、数码相机、MP3播放器。
　　2 RJ-45(10/100M以太网网络) 　　55.gif
　　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。
　　如图2所示，RJ-45数据线保护主要应用了安森美公司的低电容瞬态电压抑制二极管--SL05，工作电压是5V。实际上该公司有一系列的SLXX产品，产 品从SL05到SL24，工作电压覆盖5V、12V、15V、24V。符合IEC 61000-4-2(ESD)15kV(空气)8kV(接触)/IEC 61000-4-4(EFT)40A(5/50ns)/IEC 61000-4-5(Lightning)12A(8/20us)标准，除了用在LAN/WAN设备上，还适合用于高速数据线保护，移动电话和USB端口 的保护。
　　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。 　　66.gif
　　众多半导体厂商提供了多种不同的TVS二极管封装形式，尤其是像SOT23和SC-70，以及与芯片同等大小的倒装芯片之类的微型封装，在板上只占约4.8mm2的 位置，却可以同时保护多个线路。最近的许多新产品更是适应便携设备高集成度、小型化要求，将EMI/RFI/ESD保护集成在一个器件中，不但可以有效缩 小空间，还大大减少了成本，降低了器件采购成本和加工成本，对于同时需要这几种保护功能的端口来说，可谓设计者的首选(图4)。
　　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，而后一种情况如果两个回路是邻近的，则可以选用多路TVS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阵列都可以胜任。