静电放电(ESD)是指两个具有不同静电电位的物体，由于直接接触或静电感应而引起的两物体间静电电荷的转移。当静电能量达到一定程度后，击穿其间介质而进行放电的现象。因此，ESD保护无处不在，而ESD过压保护则成为各种电子设备设计的基本要求。

    高端的手机产品大多数都配备了高速数据接口、高分辨率LCD屏幕和相机模块，有些手机还具备接收电视节目的功能。虽然增加了很多新的功能，但手机尺寸仍在持续变薄变小。众多功能汇聚在一个狭小空间内，同时主要集成电路很多采用较先进工艺制造，导致手机设计中的ESD问题变得更加严重。它可能会造成手机工作异常、死机，甚至会损伤手机。而这些问题必须在手机设计的初阶段解决。

    要对电子系统进行ESD保护设计，有效的方法还是在连接器和端口处放置外部保护元件。在压敏电阻、聚合物和TVS这几种常见保护元件中，前两者分别在经济性和低电容方面占有优势，但TVS则拥有的导电率，并且在多重应用作用下仍能维持强劲性能。TVS雪崩管以其卓越的钳位功能、极低的击穿电压，极小的封装，电气特性在生命周期内比较稳定而得到越来越广泛的应用。它显著的特点有两点：一是反应迅速，使瞬时脉冲在没有对线路或器件造成损伤之前就被有效地遏制，二是截止电压比较低，更适用于电池供电的低电压回路环境。另外对TVS二极管设计的改进使其具有更低的漏电流和结电容，因而在处理高速率传导回路的静电冲击时有更理想的性能表现。

    软件也能够为ESD设计作出贡献。系统连接的感测器比较容易受到ESD的冲击，造成接口电路的锁住情况，而能够感测锁住情况的软件则可以用来重置接口电路且无须操作人员的接入。

    不过，总是有部分电路点较为敏感，同时也很难与外部隔离。因此，有效的方法是使用保护元件来将电流导离较敏感的元件。也就是在电子系统的连接器或端口处放置ESD保护元件，使得电流流经保护元件，且不流经敏感元件，以维持敏感元件的低电压，使其免受ESD应力影响，进入有效控制ESD事件的发生。当然，合格的ESD元件必须具有低泄漏和低电容，且在多重应力作用下功能不下降，从而不降低电路的功能。

手机中的ESD保护部分

    这里以手机为例。手机中需要进行ESD防护的部位有：1)SIM卡接口电路；2)键盘电路；3)耳机和话筒电路；4)数据及USB端口；5)电源口；6)彩色LCD驱动端口及LCD背光电路；7）金属外壳的前壳和后壳；8）电池。

手机ESD标准

    静电的工业标准和破坏的机理静电的产生是基于摩擦生电的机理，当两种不同的物体相互接触和分离时，由于两种物体表面电子活性的不同，会使一种物体带正电，而另一种物体带负电，典型的例子就是耳熟能详的毛皮和橡胶的摩擦生电。在静电的研究中，有三种静电的模型：（1）第一种就是所谓的人体模型（HBM），（2）带电体模型（CMD），（3）机器模型（MM）。其中人体模型为脉冲衰减电路，后两者为周期震荡衰减电路。三种模型的典型峰值电流分别为：

1.3A(2,000VHBM)、15A(1000VCDM@4pF)以及3.8A(200VMM)。这三种模型中常见，也是被重视的模型是所谓的人体模型，这种模型模拟的是当人体带电（正电或者负电）时，接触电子设备，人身上的电荷向设备转移的情况。模拟波形产生的电路原理图和设备图如图所示。通常充电的电容是100pF，而放电电阻一般取1.5K欧姆。 

ESD保护在设计中应该兼顾性能和成本。要注意以下几个原则：

1) 保护电路响应速度要快—IEC61000-4-2波形的上升沿时间为0.7-1ns。

2) 能应付大的瞬态电流。

3) 考虑瞬态电压在正负极性两个方向发生。

4) 对信号增加的电容负载效应和电阻损耗效应控制在允许范围内。

5) 考虑体积因素以适应轻巧的便携式设备。

6) 产品成本因素。

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