電容能抗多大的ESD？

在一些電源和低速信號(hào)線(xiàn)上，電容也會(huì)用來(lái)抗ESD，電容能抗多大的ESD電壓呢？

ESD耐性和電容量有什么關(guān)系呢？

TVS或者說(shuō)ESD器件在制造過(guò)程中，可能會(huì)觸發(fā)ESD事件，發(fā)生損壞，這些事件可以用三個(gè)模型來(lái)進(jìn)行模擬。

1. Human Body Model，簡(jiǎn)稱(chēng)HBM，人體模型，模擬人體靜電放電時(shí)的測(cè)試。

2. Machine Model，簡(jiǎn)稱(chēng)MM，機(jī)械模型，模擬機(jī)械靜電放電時(shí)的測(cè)試。

3. Charged Device Model，簡(jiǎn)稱(chēng)CDM，充電設(shè)備模型，模擬帶電設(shè)備靜電放電時(shí)的測(cè)試。

圖片來(lái)自TI培訓(xùn)

回到正題，HBM一般有兩種測(cè)試規(guī)格，一種是IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)，一種是AEC-Q200-002。

IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)ESD靜電放電抗擾度實(shí)驗(yàn)的，ESD測(cè)試分為空氣和接觸測(cè)試兩種，需要用到靜電槍?zhuān)缦陆o出了靜電槍或者說(shuō)靜電發(fā)生器的電路簡(jiǎn)圖。

靜電發(fā)生器內(nèi)部電路簡(jiǎn)圖

Rc為充電電阻，Cd為充電電容，Rd為放電電阻，簡(jiǎn)單的工作原理就是：充電開(kāi)關(guān)開(kāi)，放電開(kāi)關(guān)關(guān)，直流高壓電源通過(guò)Rc對(duì)Cd充電；充電開(kāi)關(guān)關(guān)，放電開(kāi)關(guān)開(kāi)，Cd儲(chǔ)存電荷對(duì)被測(cè)設(shè)備釋放。

IEC61000-4-2會(huì)比AEC-Q200-002更常用，差別在于Rd阻值不同。

在知道這些基本知識(shí)后，如果對(duì)一個(gè)電容打ESD，也就是如下這樣：

輸出端加上被測(cè)電容Cx，電容兩端電壓為Vx

對(duì)一個(gè)10KV 150PF的模型來(lái)說(shuō)，含有的能量為Q=CV。

假設(shè)能量全部釋放掉，Cx=10NF上的瞬間電壓會(huì)達(dá)到10KV*150PF/(10nF +150pF)=147.78V，這個(gè)電壓還是很高的，一定程度會(huì)損壞電容。

算了一下1nF、10nF、22nF、47nF和100nF在10KV 150pF模型和10KV 330pF模型下瞬間達(dá)到的電壓值，當(dāng)電容達(dá)到100nF時(shí)，電容上的電壓已經(jīng)很低了，電容是可以承受的，而且假設(shè)前提是模型的能量全部釋放，實(shí)際電壓會(huì)更低一點(diǎn)。

感興趣的，可以算一算其他放電電壓，比如15KV和25KV，以及其他不同容值。