实际设备中的ESD防护示例 | 基于贴片压敏电阻的LED保护
作为ESD防护元器件的领先供应商，TDK一直致力于丰富贴片压敏电阻系列的产品线。本文将通过实际应用案例阐述ESD侵入设备时会引发的故障，并给出基于贴片压敏电阻的ESD防护对策。
目录
关于压敏电阻
贴片压敏电阻是一种主要基于氧化锌材料的陶瓷半导体产品。
如下图所示，其采用了积层结构设计，可通过调整积层数量来控制击穿电压和静电容量。
它是一种具有非线性伏安特性的电阻元件，当施加电压超过一定值时电阻值会急剧减少。
而且压敏电阻相当于两个串联的齐纳二极管，没有极性。
●贴片压敏电阻的内部结构
●贴片压敏电阻的等效电路
●贴片压敏电阻和齐纳二极管的伏安特性比较
实际应用中的ESD测量
我们将通过实验验证当ESD侵入实际设备上搭载的LED时，在安装和不安装ESD保护元件（有无贴片压敏电阻）的条件下，LED的点亮有何变化。
实际测量时的ESD静电放电采用基于IEC61000-4-2标准的人体静电放电模型 (HBM)给搭载LED的设备施加带电电荷。（参见图2和图3）
ESD试验条件
● IEC61000-4-2（150pF, 330Ω）
● 接触放电：1kV～8kV
● ESD放电次数：10次，每次间隔1秒
测量结果
图表和视频显示了搭载LED的设备在安装了贴片压敏电阻时的ESD试验结果（参见图4）。
LED在有贴片压敏电阻保护的情况下（图4的测试条件1），即使ESD放电从1kV增加到8kV，也能保持正常工作（正常闪烁）。
但是在被测设备未安装任何ESD保护器件的情况下（图4的测试条件2），LED在ESD放电达到4kV-6kV就出现了短暂熄灭，并且在ESD放电达到7kV时完全熄灭。
试验结果表明，被测设备上的LED会受到ESD的影响，同时也证实了贴片压敏电阻的使用能够保护设备上的LED免受ESD的影响。
| 测量条件 | 1kV | 2kV | 3kV | 4kV | 5kV | 6kV | 7kV | 8kV |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1）有保护器件 | （a） | （a） | （a） | （a） | （a） | （a） | （a） | （a） |
| 2）无保护器件 | （a） | （a） | （a） | （b） | （b） | （b） | （c） | - |
LED在有贴片压敏电阻保护的情况下
（测试条件1），
即使ESD放电从1kV增加到8kV，
也能保持正常工作（正常闪烁）。
（a）LED正常闪烁
(无损坏)
（b）LED短暂熄灭
(即将损坏)
（c）LED完全熄灭
(完全损坏)
*"嘀嗒"声是施加ESD的放电声音。
*此产品的LED灯闪烁是正常现象，不是由于施加ESD造成的。
产品介绍
TDK的积层贴片压敏电阻主要适用于消费类和车载电子设备。
在产品系列方面，我们面向消费类应用的最小尺寸为EIA01005（0.4x0.2mm）；面向车载应用的最小元件尺寸为EIA0402（1.0x0.5mm），并且都已实现量产。
使用TDK的积层贴片压敏电阻可节省板载空间，实现高自由度的灵活安装配置。
此外，面向车载应用的积层贴片压敏电阻还满足AEC-Q200标准，可提供125 ℃和150 ℃的最高工作温度选项，方便客户根据应用自行选择以满足高可靠性的要求。
| 尺寸 mm [inch] |
型号 | 压敏电压 V1mA [V] |
最大容许电路电压 Vdc [V] |
IEC61000-4-2 (Contact) 150pF/330ohm |
使用温度范围 [℃] |
AEC-Q200 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0402 [01005] |
AVRM0402C120MT330N | 12 | 5.5 | 8kV(Level4) | -40 to +85 | |
| 0603 [0201] |
AVRM0603C080MT101N | 8 | 5.5 | 8kV(Level4) | -40 to +85 | |
| AVRM0603C120MT101N | 12 | 5.5 | 8kV(Level4) | -40 to +85 | ||
| 1005 [0402] |
AVR-M1005C080MTAAB | 8 | 5.5 | 8kV(Level4) | -40 to +85 | |
| AVR-M1005C120MTACC | 12 | 7.5 | 8kV(Level4) | -40 to +85 | ||
| B72590D0150H060 (LED) | 23 | 15 | 8kV(Level4) | -40 to +85 | ||
| AVRH10C270KT350NA8 | 27 | 19 | 25kV | -55 to +150 | ✔ | |
| AVRH10C390KT500NA8 | 39 | 28 | 25kV | -55 to +150 | ✔ | |
| B72590D0360B060 | 45 | 36 | 8kV(Level4) | -40 to +85 | ||
| B72590D0201B060 | 600 | 200 | 8kV(Level4) | -40 to +85 | ||
| 1608 [0603] |
AVR-M1608C220KT2AB | 22 | 16 | 25kV | -40 to +125 | ✔ |
| AVRM1608C720KT750M | 72 | 53 | 25kV | -55 to +150 | ✔ | |
| 2012 [0805] |
AVR-M2012C220KT6AB | 22 | 16 | 25kV | -40 to +125 | ✔ |
| AVRM2012C720KT201M | 72 | 53 | 25kV | -55 to +150 | ✔ |
