ESD保护电路的计算方法及注意事项

为了能更加清晰透彻的掌握ESD保护电路的设计，今天就用实际的例子进行一遍电路的计算选型，假定C ESD = 330pF，V ESD = 8kV，我们的任务是计算需要安装在IC引脚边上的陶瓷电容器的容值值，并且IC的引脚只能承受 200V 的浪涌电压，这意味着我们ESD保护电容需要确保出现在IC引脚上的电压不能超过200V。

1.计算过程如下：

IC引脚上的最大电压不能超过200V，我们考虑留有40%的余量，不能直接拿200V来计算，根据经验，我们仅使用 200V 的 60%，也就是120V，这意味着静电放电后电容上的电压为120V，Vfinal=120V。

那么电容的容值可以用下面的公式进行计算：

C1=(Cesd*Vesd)/Vfinal-Cesd=(330pF*8kV)/120V-330pF=21.67nF;

那么最接近计算值的电容的标准值为22nF。我们再正向计算一下22nF的C1电容值将在IC引脚上产生电压为：

Vfinal=(Cesd*Vesd)/(Cesd+C1)=(330pF*8kV)/(22nF+330pF)=118.23V;

因此，我们需要使用额定电压为200V的22nF陶瓷电容器才能实现ESD防护的目的。

2.注意事项：

电容器作为ESD保护器件，成本低应用广泛，需要注意的是对于不需要非常快速响应的电路应用是有效的，然而，由于电容存在着充放电，这会导致电路在正常工作时，信号会有一定的延时，对于需要非常快速响应的应用，如短路检测、过压检测等，我们采用较大值的电容去做ESD防护可能就不适合了，因为这会给引脚信号引入明显的延迟，这个时候可能就需要考虑成本更高的TVS了。

审核编辑：汤梓红