ESD是Electro Static Discharge(靜電放電)的縮寫，是一種高能脈沖瞬態(tài)干擾，電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)物體。

ESD放電分為直接放電和間接放電：

直接放電：利用放電電擊直接對被測體或設(shè)備實(shí)施放電；

間接放電：對被測物體或試設(shè)備鄰近之耦合板實(shí)施放電。 

ESD實(shí)驗(yàn)基本原理：帶不同電位的導(dǎo)體通過直接接觸或者感應(yīng)而導(dǎo)致物體間靜電電荷移動(dòng)，靜電放電電荷快速移動(dòng)將會(huì)產(chǎn)生很大的瞬間電流，形成電磁場典型的靜電放電曲線圖：

而談到ESD防護(hù)，應(yīng)用最廣泛的是ESD/TVS管，當(dāng)然最主要的應(yīng)該還是ESD管，TVS管最主要的作用是防浪涌，對于正負(fù)4KV的pin腳不上電ESD測試，也可以僅僅依靠nf級電容完成ESD防護(hù)。下面以一篇實(shí)際案例進(jìn)行說明。

 實(shí)驗(yàn)布置圖：

實(shí)驗(yàn)要求：在不上電情況下，對產(chǎn)品插座的每個(gè)pin腳（GND腳除外）靜電接觸放電，放電等級為±4KV，放電電容150pf，放電電阻1.5KΩ，ESD實(shí)驗(yàn)前后RCL偏差值不超過10%。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)如下pin腳在實(shí)驗(yàn)前后的RCL差值超出了10%。

現(xiàn)象分析：對比通過實(shí)驗(yàn)的pin腳和未通過實(shí)驗(yàn)的pin腳接口電路發(fā)現(xiàn)，能夠通過實(shí)驗(yàn)的都是接口有10nf電容（無ESD管/TVS管），未通過實(shí)驗(yàn)的都是接口未添加任何保護(hù)電路的（接口是三極管的基級輸入，查了三極管規(guī)格書，是可以通過HBM模式下的4KV的管腳ESD測試，但是實(shí)驗(yàn)還是失效了）：

接口預(yù)留了10nf的陶瓷電容

接口沒有10nf電容

三極管HBM模式

元器件的ESD等級通常是按照IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，即：放電電阻為330Ω，放電電容150pf，相對本次ESD實(shí)驗(yàn)，放電電阻1.5KΩ，放電電容150pf，實(shí)驗(yàn)條件更為嚴(yán)苛，但是實(shí)測時(shí)并未通過實(shí)驗(yàn)。

給未通過該項(xiàng)測試的pin腳增加10nf對地電容，重新測試該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)通過。

Pin腳增加10nf電容

給pin腳增加了10nf后重新測試結(jié)果

問題分析：

根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)靜電放電的電流標(biāo)準(zhǔn)模型為：

電流具有小于1ns的上升沿，通過上升沿跟最大帶寬的計(jì)算公式0.35/tr，可得最大帶寬約為500MHz。靜電產(chǎn)生的輻射場是由放電電流產(chǎn)生的輻射電磁場，根據(jù)人體-金屬模型，接觸放電時(shí)的波形和頻譜圖如下所示：

從放電頻譜圖可以看出，靜電放電能量最大頻點(diǎn)約為50MHz，我們考慮旁路該頻點(diǎn)信號，對應(yīng)電容的諧振特性曲線

發(fā)現(xiàn)10nf電容對應(yīng)的諧振頻點(diǎn)接近50MHz，所以最終選擇10nf的電容，并通過了該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。

查閱相關(guān)資料，因?yàn)殡娙莸哪蛪褐迪拗疲琎=CU，在放電等級很高的情況下，是可能導(dǎo)致電容放電失效的，網(wǎng)上的說法是不能高于4KV（HBM模型）。

思考總結(jié)：

1.對于硬件接口電路，在ESD接口接觸放電等級不高，±4KV，可以考慮僅選用10nf陶瓷電容，優(yōu)點(diǎn)是成本較低；

2.對于高速信號的接口電路，考慮信號可能會(huì)被10nf的電容旁路，因而選用10nf不可取；

3.對于芯片中提到的實(shí)驗(yàn)等級，除了跟供應(yīng)商確認(rèn)以外，還需要在實(shí)驗(yàn)中確認(rèn)。