电子工程师的好伙伴：ONSEMI电路保护应用指南
中心议题：
- 电路保护的必要性-电气威胁
- 保护器件的测试标准
- 保护器件比较
- ONSEMI ESD保护技术的演进
- ESD保护器件实例
电路保护的必要性-电气威胁
静电放电(ESD)
在我们日常生活中静电放电(ESD)是相当常见的。比如走在地毯上或者触摸门上的把柄就会感觉到静电的嗖嗖声冲击。当你在干衣机里拿取洗好的衣服，就经常会伴随着干脆的声音， 这个你听到或者感觉到的声响就是静电放电的结果。当不同材料互相分离时电子会发生转移，物质分离后会产生静电荷，这个过程就叫做摩擦起电。一些物体，比如说干皮肤和羊毛，都会变得带正电荷；或者其它如聚酯，乙烯基带负电荷。
当一个摩擦起电的物体释放它的电荷突然给另一个不同电位的物体时，静电放电效应就会发生。摩擦起电的物体之间的电位差可以达到很高，一个人的静电放电效应的检测极限电压大约为3,000 V。一个强烈的ESD攻击往往是这个电压数字的好几倍。
闪电
闪电通常是危险的。它的平均电流峰值是20 kA并且可高达150 kA。一次闪电可以持续20-200毫秒，而通常闪电会是连续闪几次的。闪电也是常见的，在任何一个时间都有2,000个带闪电的暴风雨在发生，而每天出现的暴风雨也有5,000次。闪电中的电应力除直接撃中建筑物, 还可以不同方式进入建筑物的电气系统。闪电撃中架空的主输电线可以直接把电流偶接进入建筑物中的交流点导体中去。附近小山上发生的闪电可以迫使强大的电流在地面上流动。这些电流将影响建筑物附近的地电位。同时这种情况可会由于地面下面的设施比如接地到建筑物中的水气管道等而变差。在建筑物旁的旗杆的闪电可以在建筑物内的导体比如电话或连接个人电脑的电线中诱发电流。闪电带来的应力可以以各种方式进入建筑物说明了在多种地点中安装浪涌保护的必要性。浪涌保护需安装在建筑物的交流电源及电话服务的进入点。而在一些比较敏感的电子设施比如个人电脑或者娱乐中心安装更多的浪涌保护设备也是物有所值。
电力线浪涌
电力交流电网为我们的家和办公室提供交流电源。电力公司致力于在稳定的电压和频率提供电力，但是即便是最费尽心血的安排也不能防止一些异常的事件。电压的强弱会受影响于交流电网上负载的变化。大多数的电气设备都被设计成可以在一个合理的输入电压范围内工作，但总会有出现意外情况的电平，特别是由于大电流开关所引起的瞬变现象。一个电感性负载里电流的变化将会引起一个电压峰值，这个峰值可以达到几百甚至几千伏的电压。它的持续时间可能很短，但是它却大大超过了电气系统的存续，除非设备中含保护器件。
保护器件的测试标准
系统所经历的电气应力是各种各样的: 有纳秒上升时间且持续数以10计的安培电流的静电放电(ESD)应力；有微秒上升时间且持续数以万计的安培电流的闪电应力。对可以想到的现实世界中的每一种应力都进行产品测量是不可能的。所以标准机构制定了针对每个特定的应力威胁制定了专门的测试标准。这些标准以电压和电流波形的形式来表示应力。最常见的一种应力波形就是图示的双指数波形。典型的电压波型是被理解成开路，而典型的电流波型是被理解为短路。通常一个波形的参数包括峰值电压、峰值电流、上升时间(通常是峰值时间的10%到90%)以及衰减时间(峰值时间的50%)。标准同样规定了如何把应力波形应用到实际的被测试的设备以及通过或者未通过测试的准则。这就确保了测试结果可以被任何一个做此种测试的人重现出来，并且通过这个测试的系统可以可靠地工作。
图示：双指数波形
