無(wú)線通信都通過(guò)高頻信號(hào)傳輸，對(duì)防靜電來(lái)說(shuō)有非常大的挑戰(zhàn)，為什么呢？

因?yàn)楦哳l接口芯片都很脆弱，對(duì)寄生電容值要求很低，所以可以挑選的防靜電器件很少，今天我們結(jié)合客戶的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試為您提供解決方案。這位客戶在天線接口選用的上海雷卯超低電容聚合物PESD -PESD0521U005H，這款器件抗靜電能力可以達(dá)到接觸和空氣±30KV，這是一款工作電壓5V的超低電容聚合物PESD器件,測(cè)試結(jié)果沒(méi)有問(wèn)題,但客戶有個(gè)疑問(wèn)，這款器件他的工作原理是什么？ 怎么選型？除了用在天線還用在哪里？

一.聚合物PESD器件是什么

聚合物PESD器件的核心功能材料是一種經(jīng)過(guò)精密設(shè)計(jì)的導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料，它不是單一材料，而是一個(gè)多組分、多層次的微結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。其核心是一種電壓敏感型非線性電阻器。

其組成可以概括為：聚合物基體+功能性導(dǎo)電填料+添加劑+電極與封裝

PESD中的“P”Polymer：強(qiáng)調(diào)其聚合物基體的本質(zhì)，區(qū)別于陶瓷（MLV）和半導(dǎo)體（TVS）。

二.工作原理

聚合物PESD器件的工作原理核心在于其“電壓觸發(fā)式的非線性電阻變化”， 其工作原理可以從微觀和宏觀兩個(gè)層面清晰理解。

1微觀機(jī)制：納米網(wǎng)絡(luò)的“智能開(kāi)關(guān)”

器件內(nèi)部的核心是均勻分散在聚合物基體（不導(dǎo)電）中的納米/微米級(jí)導(dǎo)電顆粒。

（1）常態(tài)（高阻態(tài)，關(guān)斷）

導(dǎo)電粒子間被極薄的聚合物隔開(kāi)，形成大量納米間隙。正常電壓下，電子很難越過(guò)這些間隙，只有極微小的電流能“溜過(guò)去”。因此器件電阻極高、幾乎不漏電，在電路里如同隱形。

（2）ESD事件觸發(fā)（低阻態(tài)，導(dǎo)通）

當(dāng)高壓靜電來(lái)襲，納米間隙處產(chǎn)生極強(qiáng)電場(chǎng)。電場(chǎng)將阻礙電子的“墻”變薄，使電子能大規(guī)模“穿墻”而過(guò)（量子隧穿）。瞬間，所有粒子通過(guò)電子隧道連通，形成立體導(dǎo)電網(wǎng)。器件電阻在1納秒內(nèi)暴跌百萬(wàn)至十億倍，變?yōu)槌碗娮柰ǖ溃瑢㈧o電迅速泄放。

（3）事件結(jié)束（自恢復(fù)）

靜電泄放后，電場(chǎng)消失，電子“穿墻”效應(yīng)即刻停止。聚合物彈性使間隙恢復(fù)，導(dǎo)電網(wǎng)斷開(kāi)。器件電阻自動(dòng)迅速?gòu)?fù)原至高阻態(tài)，準(zhǔn)備應(yīng)對(duì)下一次沖擊。

2宏觀特性：非線性V-I特性曲線

微觀機(jī)制直接決定了器件宏觀的電流-電壓關(guān)系，這是其作為保護(hù)元件的核心特性。

當(dāng)電壓低于觸發(fā)值時(shí)，器件電阻極大，電流幾乎為零。電壓一旦達(dá)到閾值，器件立即雪崩式導(dǎo)通。進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)后，電壓被牢牢鎖定在很低水平（鉗位），即使電流增大電壓也幾乎不升。危險(xiǎn)解除后，器件自動(dòng)恢復(fù)高阻。

三.應(yīng)用場(chǎng)合

PESD器件的應(yīng)用由其超低電容和快速響應(yīng)的核心優(yōu)勢(shì)決定，主要服務(wù)于高速數(shù)據(jù)線路和射頻信號(hào)線路的ESD防護(hù)。

1、超高速數(shù)據(jù)接口

USB 3.0/3.1/4.0, Thunderbolt, HDMI 2.0/2.1：這些接口速率高達(dá)10Gbps甚至40Gbps以上。PESD器件的電容通常低于0.5pF，甚至可達(dá)0.05pF，引入的插入損耗和信號(hào)畸變極小，是確保信號(hào)完整性的唯一可靠選擇。

2、射頻天線端口

GPS天線、Wi-Fi/藍(lán)牙天線、4G/5G蜂窩天線、NFC天線：天線端口對(duì)阻抗匹配要求極高，任何并聯(lián)電容都會(huì)導(dǎo)致頻率失諧和性能下降。PESD的超低電容特性使其成為天線ESD保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)方案。

3、高速數(shù)字總線：

MIPI D-PHY/C-PHY（用于攝像頭和顯示屏）、LVDS、以太網(wǎng)：在這些對(duì)信號(hào)質(zhì)量敏感的總線上，PESD可以提供透明的保護(hù)。

4、便攜設(shè)備關(guān)鍵接口：

智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦的耳機(jī)插孔、麥克風(fēng)、按鍵、側(cè)邊連接器等，因其輕薄、低電容和良好的保護(hù)性能而被廣泛采用。

應(yīng)用核心原則：凡是信號(hào)頻率高、對(duì)寄生電容極度敏感、且需要穩(wěn)健ESD保護(hù)的場(chǎng)合，就是PESD器件的用武之地。

四.低結(jié)電容聚合物PESD與低結(jié)電容

TVS區(qū)別及選型決策

雖然三者都追求“低電容”，但它們的物理本質(zhì)、性能極限和最佳應(yīng)用場(chǎng)景截然不同。

低結(jié)電容聚合物ESD抑制器：天生的“超跑”，為極速信號(hào)而生，電容最低（可達(dá)0.05pF），但力量（能量耐受）相對(duì)較弱。

低結(jié)電容TVS：精悍的“特種兵”，通過(guò)技術(shù)優(yōu)化在降低電容的同時(shí)，保留了精準(zhǔn)的鉗位和較好的保護(hù)強(qiáng)度，是全能型選手。

兩種低容ESD器件詳細(xì)對(duì)比表

選型決策流程圖

根據(jù)您的設(shè)計(jì)需求，可以按以下邏輯快速選擇

五.上海雷卯聚合物PESD常用料

以下是列出雷卯部分聚合物PESD型號(hào)供參考，如有需求，請(qǐng)聯(lián)絡(luò)EMC小哥或雷卯銷售人員。

上海雷卯電子(Leiditech)致力于成為電磁兼容解決方案和元器件供應(yīng)領(lǐng)導(dǎo)品牌，供應(yīng)ESD、TVS、TSS、GDT、MOV、MOSFET、Zener、電感等產(chǎn)品。雷卯擁有一支經(jīng)驗(yàn)豐富的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，能夠根據(jù)客戶需求提供個(gè)性化定制服務(wù)，為客戶提供最優(yōu)質(zhì)的解決方案。