2024年5月12日发(作者：)

ESD保护器件选型建议

ESD保护器件的分类

ESD保护元件应该保持在不动作状态，同时不会对电子系统的功能造成任何

影响，这可以通过维持低电流以及足以在特定数据传输速率下维持数据完整性的

低电容值来达成。而在ESD 应力冲击或者说大电流冲击条件下，ESD 保护元件

的第一个要求就是必须能够正常工作，要有够低的电阻以便能够限制受保护点的

电压；其次，必须能够快速动作，这样才能使上升时间低于纳秒的ESD 冲击上

升时间。众所周知，对于电子系统而言，它必须能够在IEC 61000-4-2 标准测

试条件下存续。

ESD器件一般有以下几种：

1、以硅技术为代表的过ESD器件,如瞬态电压抑制器TVS管

2、以陶瓷技术为代表的ESD器件，如多层压敏电阻MLV, 金属氧化物压敏

电阻MOV等

3、以聚合物技术为代表的ESD器件

在这几种保护元件中，压敏电阻在低电压时，呈现出高电阻，其中的每个小

型二极管两端的电压都相当低，同时电流也相当小；而在较高电压时，其中的独

立二极管开始导通，同时压敏电阻的电阻会下降。从表1 中我们也可以看出压敏

电阻为双向保护元件。压敏电阻采用的是物理吸收原理，每经过一次ESD 事件，

材料就会受到一定的物理损伤，形成无法恢复的漏电通道；而且，要达到更好的

吸收效果，就要使用更多的材料，使其体积增加，进而限制了在今天小型化产品

当中的应用。

而对于带导电粒子的聚合物而言，在正常电压下，这些材料拥有相当高的电

阻，但当发生ESD 冲击时，导电粒子间的小间隙会成为突波音隙阵列，从而形

成低电阻路径。瞬态电压抑制器(TVS)则为采用标准与齐纳二极管特性设计的硅

芯片元件。

TVS元件主要针对能够以低动态电阻承载大电流的要求进行优化，由于TVS

元件通常采用集成电路(IC)方式生产，因此我们可以看到各种各样的单向、双向

及以阵列方式排列的单芯片产品。

压敏电阻介绍

压敏电阻器简称VSR，是一种对电压敏感的非线性过电压保护半导体元件。普

通电阻器遵守欧姆定律，而压敏电阻器的电压与电流则呈特殊的非线性关系。当

压敏电阻器两端所加电压低于标称额定电压值时，压敏电阻器的电阻值接近无穷

大，内部几乎无电流流过。当压敏电阻器两端电压略高于标称额定电压时，压敏

电阻器将迅速击穿导通，并由高阻状态变为低阻状态，工作电流也急剧增大。当

其两端电压低于标称额定电压时，压敏电阻器又能恢复为高阻状态。当压敏电阻

器两端电压超过其最大限制电压时，压敏电阻器将完全击穿损坏，无法再自行恢

复。压敏电阻器广泛地应用在家用电器及其它电子产品中，起过电压保护、防雷、

抑制浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪、保护半导体元器件等作

用。

压敏电阻器的种类

压敏电阻器可以按结构、制造过程、使用材料和伏安特性分类。

1．按结构分类 压敏电阻器按其结构可分为结型压敏电阻器、体型压敏电阻器、

单颗粒层压敏电阻器和薄膜压敏电阻器等。

结型压敏电阻器是因为电阻体与金属电极之间的特殊接触，才具有了非线性特

性，而体型压敏电阻器的非线性是由电阻体本身的半导体性质决定的。

2．按使用材料分类 压敏电阻器按其使用材料的不同可分为氧化锌压敏电阻器、

碳化硅压敏电阻器、金属氧化物压敏电阻器、锗（硅）压敏电阻器、钛酸钡压敏

电阻器等多种。

3．按其伏安特性分类 压敏电阻器按其伏安特性可分为对称型压敏电阻器（无

极性）和非对称型压敏电阻器（有极性）。

压敏电阻器与普通电阻器不同，它是根据半导体材料的非线性特性制成的。

压敏电阻器的主要参数有标称电压、电压比、最大控制电压、残压比、通流容量、

漏电流、电压温度系数、电流温度系数、电压非线性系数、绝缘电阻、静态电容

等。

压敏电阻器的主要参数

1．压敏电压：所谓压敏电压，即击穿电压或阈值电压。指在规定电流下的电压

值，大多数情况下用1mA直流电流通入压敏电阻器时测得的电压值，其产品的压

敏电压范围可以从10－9000V不等。可根据具体需要正确选用。一般

V1mA=1.5Vp=2.2VAC，式中，Vp为电路额定电压的峰值。VAC为额定交流电压的

有效值。ZnO压敏电阻的电压值选择是至关重要的，它关系到保护效果与使用寿