通過瞬態電壓抑制（TVS）二極管對敏感電子設備的靜電放電ESD保護正成為各行業的常見電路技術，電路中可通過觸摸（例如USB，HDMI等）訪問的信號線需要對輸入到某些IC的所有敏感信號線進行ESD保護。相對于它們所保護的IC，ESD保護二極管在電路板上的放置起著重要作用，重要的是要理解在諸如ESD的瞬態條件下PCB跡線信號的行為。

作為示例，圖1中示出了具有TVS二極管的I2C總線擴展器的簡單示意圖。

圖1 - TVS保護設備的通用原理圖。

圖2 - 顯示走線電感和寄生電容的通用示意圖的實際模型。

PCB走線將根據其長度具有與之相關的電感。考慮SDA信號跟蹤。連接以下幾點的跡線長度非常重要：
1.從節點A到二極管陰極的走線長度。
2.從二極管的陽極到接地連接的走線長度。
3.從節點A到IC輸入引腳的走線長度。

      換句話說，靜電放電ESD保護二極管必須盡可能靠近它所保護的引腳放置，并且它與參考平面的連接必須盡可能靠近陽極引腳。否則，任何這些點之間的走線電感可能足夠大，以至于由于IC的輸入電容和走線的雜散電容，可能形成槽路。儲能電路可能以超過IC輸入電壓能力的電壓振蕩，并可能對IC造成實質性損壞。

      此方案在LTSpice中建模，圖3顯示了在LTSpice中創建的原理圖，它由兩部分組成，一部分是基于IEC 61000-4-2測試方法的ESD人體模型。第二部分是圖2中跟蹤SDA的表示，圖3表示適用于二極管（10Vcmp），它在上面列出的所有點都適當放置，具有非常短的走線，因此產生非常小的走線電感。

圖3 - 正確放置二極管的靜電放電ESD電路模型。

圖4 - 正確放置二極管的CMOS輸入電壓。

當ESD保護二極管通過盡可能短的走線正確放置時，ESD脈沖被二極管鉗位到安全水平。該二極管及其布局非常有效，可保護IC免受ESD影響。

另一方面，圖5顯示了未正確放置的二極管（10Vclamp）的示意圖，圖2中從節點A到二極管陰極的跡線長約1英寸，估計約為1nH。從陽極到地面的痕跡約為0.03英寸，估計約為250 pH。圖6顯示了基于CMOS的輸入電壓（由電容表示）。

圖5 - 不正確放置二極管的靜電放電ESD電路模型

圖6 - 未正確放置二極管的CMOS輸入電壓。

圖6清楚地顯示了將二極管陰極連接到信號線節點和二極管陽極連接到地的長跡線的影響。觀察到的振蕩峰值為21V，振鈴頻率由走線電感，線路的雜散電容和IC的輸入電容決定。

結論
為了大限度地減少由于ESD引起的I / O線路振蕩并避免IC損壞，必須確保以下內容：
1.鉗位（TVS）二極管必須盡可能靠近IC引腳放置。
2.通向二極管陰極的走線必須盡可能短。
3.從二極管的陽極返回接地的走線必須盡可能短。

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