TVS之ESD波形圖分析

我們都知道，TVS產品的主要作用之一就是用來吸收ESD能量并鉗位，保護我們的后級芯片或電路不受其沖擊影響。所以我們在選型的時候需要特別關注的一點，就是TVS的ESD鉗位參數。其鉗位參數的重要性我們在之前的文章中都有提過了，今天我們就和大家一起聊聊ESD的波形圖的一些事兒。

01 IEC 標準ESD波形圖

ESD波形

ESD波形參數

IEC 61000-4-2中明確規定了ESD的波形圖及其參數，如圖所示。其上升時間非常快，第一個尖峰在0.7~1ns之間，第二個尖峰在30ns，而整個事件持續時間為60ns。ESD事件過程中釋放出來的能量大概在幾百個mJ。

02 如何獲取ESD 波形

要想獲得“正確”的ESD波形，除了合適的靜電發生器外，EVB ，專門的cable ，衰減器都要符合測試要求，示波器的選擇更需要特別注意。

IEC對靜電槍的要求

測試設備需要滿足 IEC61000-4-2 以及ISO10605的各項測試要求。

Semtech 靜電槍設備

IEC對示波器的帶寬要求

IEC 61000-4-2 Ed2中有對靜電放電流波形測試，對測試示波器的頻寬要求是2GHz以上。

Tr=0.35/f3DB

按照以上上升沿時間和頻寬之間的關系，我們不難發現，頻寬應該會影響我們對脈沖的邊沿識別。下面我們就以示波器的差異為例，來對比一下其對ESD波形圖測試的影響。

不同頻寬示波器對ESD波形的影響

我們對同一顆TVS應用不同頻寬的示波器來測試其150PF 330R 接觸8KV ESD 波形 。

通過實驗結果我們不難發現，不同的頻寬的示波器測試的ESD peak電壓有比較明顯的差別，2G以下的差別尤其明顯 （30V以上)。

Semtech頻寬3.5GHz ESD波形采集示波器

總結

TVS產品的鉗位參數對于我們在做ESD設計選型時極其重要，雖然我們從TVS的產品規格書上都能讀到TLP波形和ESD波形，但是不同廠家的ESD波形會因為設備差異造成很大的偏差。2GHz以下的示波器對ESD器件peak電壓的識別存在非常大的誤差，這樣對我們選型ESD器件及分析相關問題時會造成一定的誤導。所以要正確的分析ESD器件性能，獲取正確的ESD 波形 ，我們需要頻寬2GHz以上的示波器。