ESD（靜電放電）保護二極管的選型核心在于 “因勢利導” ：為正常信號提供“無阻力”通路，為異常ESD脈沖提供“低阻力”的泄放通路。選型過程就是圍繞這一核心，匹配電路需求與二極管參數(shù)的過程。
一、明確被保護對象的基本參數(shù)
1、在查看任何TVS二極管手冊之前，您必須清楚要保護什么。
通過查看電路原理圖和芯片數(shù)據(jù)手冊，明確被保護信號線在正常工作時的電壓范圍。比如常見的信號類型及對應(yīng)的工作電壓 ：USB 2.0 Data Lines: 3.3V，12V Power Rail: 12V，RS-232 Line: ±15V，24V Industrial I/O: 24V 。
2、信號速度/數(shù)據(jù)速率
高速信號需要低電容TVS，否則會導致信號完整性下降（邊沿變緩、振鈴）。通?？梢圆榭唇涌跇藴剩ㄈ鏤SB、HDMI、Ethernet）或控制器芯片的數(shù)據(jù)手冊來確定。以下大致給出一個范圍：
高速接口 (>100 Mbps)： USB 2.0/3.0、 HDMI、Ethernet、MIPI、DisplayPort，所需電容通常 < 1.0 pF，甚至要求 < 0.5 pF。
中低速接口： I2C、SPI、UART、GPIO、USB 1.1，所需電容1 pF - 10 pF 通常可接受。
電源口：所需電容通常不敏感，可以選擇幾十pF甚至更高的TVS，以獲得更高的功率處理能力。
3、ESD防護等級目標
根據(jù)產(chǎn)品最終應(yīng)用的市場和行業(yè)要求（如汽車、醫(yī)療、工業(yè)、消費電子）來確定電路能通過何種ESD標準測試。
接觸放電： ±4kV, ±6kV, ±8kV
空氣放電： ±8kV, ±15kV
常見標準： IEC 61000-4-2（系統(tǒng)級）、HBM（人體模型）、MM（機器模型）。
最常見的是 IEC 61000-4-2：
二、關(guān)鍵參數(shù)計算與選型
基于以上第一步，我們明確了被保護對象的基本的一些信息，我們來計算和選擇TVS二極管的參數(shù)。
1. 反向關(guān)斷電壓 (VRWM) - 最重要的參數(shù)
定義： TVS二極管的最大持續(xù)工作電壓。在此電壓下，二極管處于高阻態(tài)（關(guān)斷），不會影響正常電路。
選型規(guī)則：VRWM ≥ 電路的最大正常工作電壓。
計算與建議：
對于 3.3V 信號，選擇 VRWM = 3.3V 或 5V 的TVS。
對于 12V 電源，選擇 VRWM = 12V 或 15V 的TVS。
裕量設(shè)計： 通常選擇比最大正常工作電壓 高 10%-20% 的 VRWM，以提供安全裕度，防止電壓波動導致TVS提前開啟或漏電流增大。例如： 一個 5V 的電源軌有 10% 的紋波，最大電壓可能到 5.5V。那么應(yīng)選擇 VRWM ≥ 5.5V，通常選擇 6.0V 或 6.4V 的TVS。
2. 擊穿電壓 (VBR)
定義： TVS二極管開始顯著導通的電壓（此時流過的電流一般為1mA）。
與 VRWM 的關(guān)系： VBR 通常比 VRWM 高 10% 左右（標準為 5% 到 10%）。例如，一個 VRWM=5V 的TVS，其 VBR 通常在 5.5V 到 6.0V 之間。
選型注意： 確保 VBR 高于您系統(tǒng)的絕對最大電壓，否則可能因噪聲而誤觸發(fā)。
3. 鉗位電壓 (VC) - 核心保護參數(shù)
定義：在給定峰值脈沖電流（IPP）下，TVS兩端的電壓。這是ESD事件期間，被保護芯片實際會承受的電壓。芯片的ESD耐受能力（如±2kV HBM）是固定的。需確保VC低于芯片能承受的最大電壓，否則芯片會被損壞。
選型規(guī)則：
A、VC @ IPP ≤ 被保護芯片的最大耐受電壓
B、確定測試等級。例如，IEC 61000-4-2 Level 4 (±8kV Contact) 的峰值電流 IPP 約為 30A（在8/20µs波形下等效）。
C、查看TVS數(shù)據(jù)手冊中的鉗位電壓曲線圖或表格，找到在 IPP = 30A 時對應(yīng)的 VC 值。
確保這個 VC 值低于您后端芯片的絕對最大額定電壓（并留有一定裕量）。關(guān)鍵一點是VC是動態(tài)阻抗的函數(shù)。越低越好，越低的 VC意味著更好的保護效果。 通常，TVS的動態(tài)阻抗越低，其VC也越低。
4. 峰值脈沖電流 (IPP)
定義： TVS能安全吸收而不損壞的最大瞬間電流。
選型規(guī)則：IPP ≥ 預期ESD脈沖的峰值電流
如何確定預期電流？ 參考ESD標準。例如：
IEC 61000-4-2 ±8kV Contact: 峰值電流 ~30A。
IEC 61000-4-2 ±15kV Air: 峰值電流 ~30A。
空氣放電能量通過電弧耗散，實際注入DUT的電流與接觸放電相當或更低。因此，選擇一個 IPP > 30A（例如 40A, 50A）的TVS足以滿足大多數(shù)應(yīng)用。對于要求更高的工業(yè)或汽車應(yīng)用，可以選擇 IPP > 50A 甚至上百安培的型號。
5. 結(jié)電容 (Cj)
定義： TVS二極管在工作電壓下的寄生電容。
選型規(guī)則：
高速信號線： Cj 必須 小于第一步中確定的容限值（如 0.5pF）。
電源線： Cj 通常不是問題，可以忽略。
權(quán)衡： 通常，IPP 越高（保護能力越強）的TVS，其 Cj 也越大。為高速接口選型時，需要在保護能力和信號完整性之間取得平衡。專門為高速接口設(shè)計的TVS通常采用低電容設(shè)計。
最后的重要提示：
1、布局是關(guān)鍵！ TVS必須盡可能靠近接口連接器放置。ESD脈沖路徑（從連接器到TVS到地）的電感必須極小，否則長走線會產(chǎn)生高感應(yīng)電壓，使TVS失效。理想情況下，TVS應(yīng)位于連接器引腳和受保護芯片之間。
2、使用短而寬的接地走線，并通過多個過孔連接到接地平面。
3、考慮雙向 vs. 單向TVS：
單向TVS： 用于直流或正電壓信號。
雙向TVS： 用于交流信號或差分對（如USB D+/D-）。
4、對于多通道保護， 考慮集成多個TVS陣列的器件，以節(jié)省空間。
以上是今天的內(nèi)容！