如何選擇ESD保護電容？

ESD （靜電放電）是指靜電電荷的快速轉移。當一個帶有正電荷的物體與另一個帶有負電荷的物體相接觸時，它們就要平衡其電子。電子從一個物體沖向另一個物體的過程就是ESD。

ESD可被視為電子電路及其元件的死敵。電荷向電子元件的轉移時很容易對元件造成損壞，從而使它們失去作用。可惜的是，大多數情況下當你發現時為時已晚。

這時就輪到ESD保護電容出馬了。将ESD電容放入電路中，可吸收電路可能接觸的有害ESD。有關ESD電容的相關知識，我們推薦一個精彩帖子——什麼是ESD電容？

該帖重點讨論了如何選擇ESD保護電容。雖然還有許多方法可以保護電路免受ESD的影響，但是電容是一種性價比較高的解決方案。

選擇ESD保護電容時，應關注3個主要參數：

1、被測器件

DUT效應是指在ESD試驗電路中，電容兩端的有效合成電壓。該電路如圖1所示。

圖 1：ESD試驗電路

Vx= 合成電壓Cx=DUT （被測電容）Co= 充電電容Vo= 源電壓

該方程式表明了Vx和Cx之間的關系。如果使Vo和Co保持恒定，則Vx和Cx成反比。這表示，選擇的Cx值越高，Vx越小。

以2000pF電容（Cx）的6kV（V0）ESD要求為例。同時還假定我們采用的是使用Co=150pF的AEC-Q200試驗方法。DUT效應關系表明，施加6kV電壓時，Cx僅顯示418.6V（Vx）。以下為數學計算步驟。

1. Vx=（Co/Co Cx）Vo
2. Vx=（150pF/150pf 2000pF）x6kV
3. Vx=（0.00000000015/0.00000000015 0.000000002）x6000伏
4. Vx=（0.00000000015/0.00000000215）x6000伏
5. Vx=（0.0697674418604651）x6000伏
6. Vx=418.6伏

2、擊穿電壓

擊穿電壓是一種用于量化電容的電壓等級強度的方法。你可以采用以下方法來确定電容能夠處理的最大持續電壓：以不斷增大的速率将直流電壓加到電容，直到部件故障。因此，我們應該選擇擊穿電壓大于Vx的電容。

3、直流偏壓

在給陶瓷電容印加直流電壓時，有效電容量和标稱電容量可能會有所不同。直流偏壓采用相針對标稱值的電容量變化百分比表示。下面是計算直流偏壓的方程式。

介質材料在直流偏壓中起着重要作用。不同的電容類别也有一定的影響。對于I類電容，其變化相對較小，而對于II類電容，其電容量會先略微增加，然後在接近額定電容量後穩定下降。通常對于II類電容而言，直流偏壓介于-10%到-70%之間。随着施加電壓增加，有效電容量下降。

單獨的ESD試驗額定值并不是選擇電容值的最佳方法。如果同時關注DUT、擊穿電壓和直流偏壓影響，則可以防止保護電路的過度設計和設計不足的情況。

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