TVS之ESD波形图分析

【导读】我们都知道，TVS产品的主要作用之一就是用来吸收ESD能量并钳位，保护我们的后级芯片或电路不受其冲击影响。所以我们在选型的时候需要特别关注的一点，就是TVS的ESD钳位参数。其钳位参数的重要性我们在之前的文章中都有提过了，今天我们就和大家一起聊聊ESD的波形图的一些事儿。

01 IEC 标准ESD波形图

ESD波形

ESD波形参数

IEC 61000-4-2中明确规定了ESD的波形图及其参数，如图所示。其上升时间非常快，第一个尖峰在0.7~1ns之间，第二个尖峰在30ns，而整个事件持续时间为60ns。ESD事件过程中释放出来的能量大概在几百个mJ。

02 如何获取ESD 波形

要想获得“正确”的ESD波形，除了合适的静电发生器外，EVB ，专门的cable ，衰减器都要符合测试要求，示波器的选择更需要特别注意。

IEC对静电枪的要求

测试设备需要满足 IEC61000-4-2 以及ISO10605的各项测试要求。

Semtech 静电枪设备

IEC对示波器的带宽要求

IEC 61000-4-2 Ed2中有对静电放电流波形测试，对测试示波器的频宽要求是2GHz以上。

Tr=0.35/f3DB

按照以上上升沿时间和频宽之间的关系，我们不难发现，频宽应该会影响我们对脉冲的边沿识别。下面我们就以示波器的差异为例，来对比一下其对ESD波形图测试的影响。

不同频宽示波器对ESD波形的影响

我们对同一颗TVS应用不同频宽的示波器来测试其150PF 330R 接触8KV ESD 波形 。

通过实验结果我们不难发现，不同的频宽的示波器测试的ESD peak电压有比较明显的差别，2G以下的差别尤其明显 （30V以上)。

Semtech频宽3.5GHz ESD波形采集示波器

总结

TVS产品的钳位参数对于我们在做ESD设计选型时极其重要，虽然我们从TVS的产品规格书上都能读到TLP波形和ESD波形，但是不同厂家的ESD波形会因为设备差异造成很大的偏差。2GHz以下的示波器对ESD器件peak电压的识别存在非常大的误差，这样对我们选型ESD器件及分析相关问题时会造成一定的误导。所以要正确的分析ESD器件性能，获取正确的ESD 波形 ，我们需要频宽2GHz以上的示波器。

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