ESD防护器件的主要作用是保护电子设备和电路免受静电放电（ESD）的损害。提高产品整体的稳定性和可靠性。
1、ESD静电二极管工作原理
将ESD静电保护二极管并联于电路中，当电路正常工作时，它处于截止状态（高阻态），不影响线路正常工作，当电路出现异常过压并达到其击穿电压时，它迅速由高阻态变为低阻态，给瞬间电流提供低阻抗导通路径，同时把异常高压钳制在一个安全水平之内，从而保护被保护IC或线路；当异常过压消失，其恢复至高阻态，电路正常工作。
2、ESD防护器件参数含义
ESD产品的伏安特性曲线与TVS类似，与TVS不同的是，ESD产品功率较小，工作电压也较低，ESD的工作电压根据被保护芯片的工作电压来设计。
VRWM：反向截止电压， 允许长期连续施加在ESD保护器件两端的电压(有效值)，在此工作状态下ESD器件不导通，保持高阻状态，反向漏电流很小。
VBR：击穿电压，击穿电压是ESD要开始动作（雪崩击穿）的电压，一般在规定的电流下测量，通常在大小为1mA的电流下测量。
IR：反向漏电流， 在指定的直流电压(一般指不超过最大工作电压)的作用下，流过ESD器件的电流。一般地，TVS管的反向漏电流是nA级，压敏电阻漏电流是μA级，此电流越小，对保护电路影响越小。
IPP：峰值脉冲电流，ESD产品一般采用8/20μs的波形测量。
VC：钳位电压， ESD器件流过峰值电流时，其两端呈现的电压，超过此电压，可能造成ESD永久性损伤。
Cj：PN结的结电容， 在给定电压、频率条件下测得的值，此值越小，对保护电路的信号传输影响越小。比如硅半导体TVS管的结电容(pF级)，压敏电阻的寄生电容(nF级) ，另一方面ESD的结电容与ESD的芯片面积、工作电压有关系。对于相同电压ESD产品，芯片面积越大结电容越大；对于相同芯片面积的ESD，工作电压越高结电容就越低。
响应时间(Response Time) 指ESD器件对输入的大电压钳制到预定电压的时间。一般地，ESD管的响应时间是Ps级，此时间越小，更能有效的保护电路中元器件。
3、ESD防护器件选型步骤
a.计算接口信号幅值的范围来确定ESD器件的工作电压；
b.根据信号类型决定使用单向或者双向ESD器件;
c.根据信号速率决定该接口能承受的最大寄生电容；
d.根据电路系统的最大承受电压冲击，选择适合的钳位电压；
f.根据电路设计布局及被保护线路数选择合适的封装。
g.确保ESD器件可达到或超过IEC 61000-4-2 level4。
4、ESD防护器件注意事项和技巧
a. ESD器件的截止电压应大于被保护IC的最大工作电压，否则会影响被保护电路的正常工作。如工作电压为5V的线路，应选择截止电压等于或者大于5V的ESD器件进行保护。
b.脉冲峰值电流 IPP 和最大钳位电压 VC 的选择：ESD 静电二 极管使用时，要根据线路上可能出现的最大浪涌电流来选择 IPP 合 适的型号。要注意的是， 此时的最大钳位电压 VC 应不大于被保护芯 片所能耐受的最大峰值电压；
c. ESD一般用于各类通信端口静电防护，在一些高速数据线路，如USB3.0、USB3.1、HDMI、IEEE1394等接口，ESD保护器件的结电容应选择尽量的小，以避免影响通信质量。
d. 根据电路设计布局及被保护线路数选择合适的封装形式。ESD器件封装的大小从一定程度上可以反应器件的防护等级大小，一般封装越大的器件可容纳的ESD芯片面积也越大，防护等级也越高，反之亦然。
e.要采用 Array 式的 ESD 保护组件，这样才可以用最少的组件数来缩小 PCB 的空间及降低 PCB 的寄生阻抗
f.ESD 保护元件的钳制电压必须要够低，才能使系统在 ESD 发 生时还能不受干扰地运作， 至于要多低的钳制电压才够， 则要看系统 的噪声免疫能力而定。
5、常用的ESD防护器件有哪些：
a.TVS二极管
TVS二极管是最常见的ESD保护器件之一，它通过快速的PN结反向击穿来吸收大量的电荷，并将其导到地线上，从而保护电路不受损害。
TVS二极管具有质量稳定、低漏电流和快速响应等特点，并且价格也相对较低。
b.金属氧化物压敏电阻
金属氧化物压敏电阻是另一种常见的ESD保护器件，它也可以快速吸收静电放电的能量。
与TVS二极管不同的是，金属氧化物压敏电阻的击穿电压和阻值都比较高，所以它经常被用于对电压要求更高的场合。
c.瞬态电压抑制器
瞬态电压抑制器是一种可以在保持电路正常工作电压的同时，通过限制短时间内突发电压的超出范围而保护电路不受损害的ESD保护器件。
瞬态电压抑制器具有响应速度快、无反弹效应和稳定性好等特点，在实际的应用中广泛使用。
6、使用ESD防护器件的好处是什么
a.防止静电放电对电子设备和电路的直接损害：静电放电可能导致电子设备和电路的瞬态电压升高，从而损坏或破坏器件和电路结构。ESD保护元件能够吸收和分散静电放电的能量，保护设备和电路不受损害。
b.提供对地的短路路径：ESD保护元件通常与地连接，当静电放电发生时，它们提供了一条低阻抗的路径，将静电放电能量迅速引导到地，防止其通过电路流过敏感器件。
c.保护敏感器件和接口：ESD保护元件通常用于保护敏感器件（如传感器、芯片等）和接口（如USB、HDMI、以太网等），防止静电放电对它们造成损害。
d.提高系统的可靠性和稳定性：通过使用ESD保护元件，可以有效降低静电放电对系统的影响，提高系统的可靠性和稳定性，延长设备的使用寿命。
e.符合相关的检测标准或认证要求：许多电子设备和电路在上市前需要通过相关的国际标准和认证，其中包括对ESD保护的要求。使用合适的ESD保护元件可以帮助设备和电路满足这些要求，获得认证。
