ESD 事件通常發(fā)生在設(shè)備的外部接口處，如連接器、按鍵、天線等位置。因此，將 ESD 保護(hù)器件盡可能靠近這些可能發(fā)生 ESD 的源頭放置，是實(shí)現(xiàn)有效保護(hù)的第一步。以手機(jī)為例，手機(jī)的充電接口、耳機(jī)接口以及 SIM 卡插槽等部位，都是容易遭受 ESD 沖擊的地方。在這些接口附近安裝 ESD 保護(hù)器件，能夠在 ESD 電流尚未進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部電路之前，就及時(shí)將其分流到地，從而避免對內(nèi)部敏感電路造成損害。

從電路原理的角度來看，ESD 保護(hù)器件與被保護(hù)電路之間的連線存在一定的寄生電感。當(dāng) ESD 電流通過這段連線時(shí)，寄生電感會產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電壓，這個(gè)感應(yīng)電壓可能會影響 ESD 保護(hù)器件的鉗位效果。連線越短，寄生電感就越小，ESD 保護(hù)器件就能更快速、有效地對 ESD 電流進(jìn)行鉗位。所以，將 ESD 保護(hù)器件靠近 ESD 源放置，能夠顯著縮短連線長度，降低寄生電感的影響，提高 ESD 保護(hù)的性能。

信號線與電源線的針對性保護(hù)位置

信號線保護(hù)

對于信號線而言，ESD 保護(hù)器件應(yīng)放置在信號源和接收器之間，以此保護(hù)信號在傳輸過程中不受 ESD 干擾。在一些高速數(shù)據(jù)傳輸接口，如 USB 3.0、HDMI 等，信號線上的 ESD 保護(hù)尤為重要。因?yàn)檫@些接口不僅傳輸速率高，而且信號對干擾非常敏感，一旦受到 ESD 沖擊，很容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤或中斷。在這些信號線的入口處安裝 ESD 保護(hù)器件，可以有效阻擋 ESD 干擾進(jìn)入信號傳輸路徑，確保信號的穩(wěn)定傳輸。

對于模擬信號，由于其信號電平的連續(xù)性和對干擾的敏感性，通常需要使用雙向 ESD 保護(hù)二極管。雙向 ESD 保護(hù)二極管能夠在正、反兩個(gè)方向上對 ESD 沖擊進(jìn)行鉗位，避免模擬信號因 ESD 干擾而產(chǎn)生失真。例如，在音頻信號傳輸線路中，雙向 ESD 保護(hù)二極管可以防止 ESD 對音頻信號的干擾，保證音頻質(zhì)量的清晰和穩(wěn)定。

電源線保護(hù)

在電源線入口處安裝 ESD 保護(hù)器件，是保護(hù)電源模塊免受 ESD 影響的關(guān)鍵措施。電源作為電子設(shè)備的能量來源，一旦受到 ESD 沖擊，可能會導(dǎo)致電源模塊損壞，進(jìn)而影響整個(gè)設(shè)備的正常運(yùn)行。在電源線的入口處，通常會有一個(gè)濾波電路，用于濾除電源中的雜波和干擾。ESD 保護(hù)器件應(yīng)與這個(gè)濾波電路配合使用，安裝在濾波電路的前端，這樣可以在電源進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部之前，就將可能存在的 ESD 沖擊進(jìn)行鉗位和分流，為后續(xù)的電源模塊和整個(gè)電路提供一個(gè)穩(wěn)定、可靠的電源輸入。

在一些大功率設(shè)備中，如工業(yè)電源、電動(dòng)汽車充電樁等，ESD 保護(hù)器件不僅要具備較高的電壓鉗位能力，還需要能夠承受較大的電流沖擊。這些設(shè)備的電源線在工作過程中會傳輸較大的電流，當(dāng) ESD 事件發(fā)生時(shí)，ESD 保護(hù)器件需要迅速將 ESD 電流引導(dǎo)到地，同時(shí)自身不會因承受過大電流而損壞。因此，在選擇和安裝這類設(shè)備的 ESD 保護(hù)器件時(shí)，需要充分考慮其額定功率和電流承載能力，并確保其安裝位置能夠滿足快速泄放 ESD 電流的要求。

PCB 布局中的 ESD 保護(hù)器件考量

在 PCB 布局階段，就需要充分考慮 ESD 保護(hù)器件的位置，以確保它們能夠在 ESD 事件發(fā)生時(shí)發(fā)揮最大的保護(hù)作用。

避免長走線

在 PCB 上，ESD 保護(hù)器件與被保護(hù)點(diǎn)之間的走線應(yīng)盡可能短。長走線會增加寄生電感，而寄生電感在 ESD 事件發(fā)生時(shí)會阻礙 ESD 電流的快速泄放，降低 ESD 保護(hù)器件的鉗位效果。例如，在一個(gè)復(fù)雜的電路板上，如果 ESD 保護(hù)器件與被保護(hù)的芯片引腳之間的走線過長，當(dāng) ESD 電流通過時(shí)，寄生電感會使電流不能及時(shí)到達(dá) ESD 保護(hù)器件，導(dǎo)致芯片引腳處的電壓瞬間升高，可能會超過芯片的耐壓值，從而對芯片造成損壞。

合理規(guī)劃地平面連接

ESD 保護(hù)器件的接地連接至關(guān)重要。良好的接地能夠?yàn)?ESD 電流提供一個(gè)低阻抗的泄放路徑，使 ESD 電流能夠迅速流入大地。在 PCB 設(shè)計(jì)中，應(yīng)確保 ESD 保護(hù)器件的接地引腳通過最短的路徑連接到地平面，并且地平面的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量減小接地電阻。通?？梢圆捎么竺娣e的接地銅箔來降低接地電阻，同時(shí)使用多個(gè)過孔將 ESD 保護(hù)器件的接地引腳與不同層的地平面連接起來，以增加接地的可靠性。

與其他元件的布局關(guān)系

ESD 保護(hù)器件在 PCB 上的布局還需要考慮與其他元件的相互影響。一方面，ESD 保護(hù)器件不應(yīng)與對 ESD 敏感的元件過于靠近，以免在 ESD 事件發(fā)生時(shí)，ESD 電流通過寄生電容等耦合方式影響到這些敏感元件。另一方面，ESD 保護(hù)器件也應(yīng)與發(fā)熱元件保持一定的距離，避免因發(fā)熱元件的高溫影響 ESD 保護(hù)器件的性能。例如，在一個(gè)包含功率芯片和 ESD 保護(hù)器件的電路板上，功率芯片在工作過程中會產(chǎn)生大量熱量，如果 ESD 保護(hù)器件距離功率芯片過近，長時(shí)間處于高溫環(huán)境下，ESD 保護(hù)器件的參數(shù)可能會發(fā)生變化，從而降低其 ESD 保護(hù)能力。

不同應(yīng)用場景下的特殊考慮

汽車電子領(lǐng)域

在汽車電子系統(tǒng)中，由于車輛運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，ESD 問題尤為突出。汽車內(nèi)部存在大量的電子設(shè)備，如發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)、車載娛樂系統(tǒng)、傳感器等，這些設(shè)備之間通過各種線束連接。在車輛行駛過程中，由于摩擦、靜電積累等原因，很容易產(chǎn)生 ESD 事件。對于汽車以太網(wǎng)等高速通信網(wǎng)絡(luò)，ESD 保護(hù)器件的位置設(shè)計(jì)更加關(guān)鍵。根據(jù) Open Alliance 的建議，將 ESD 保護(hù)器件放置在連接器處，不僅可以保護(hù)物理層芯片(PHY)，還能保護(hù)共模扼流圈(CMC)和其他無源元件。因?yàn)樵谶@種位置，ESD 沖擊的能量可以立即被引導(dǎo)到地，從而有效保護(hù)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。此外，汽車電子設(shè)備需要滿足嚴(yán)格的可靠性標(biāo)準(zhǔn)，因此在選擇 ESD 保護(hù)器件的安裝位置時(shí)，還需要考慮到車輛在不同工況下的振動(dòng)、溫度變化等因素對 ESD 保護(hù)器件性能的影響。

便攜式電子設(shè)備

便攜式電子設(shè)備，如手機(jī)、平板電腦等，由于其體積小巧、內(nèi)部空間緊湊，對 ESD 保護(hù)器件的安裝位置和封裝形式提出了更高的要求。在這類設(shè)備中，ESD 保護(hù)器件通常采用小型化的表面貼裝封裝(SMD)，以節(jié)省電路板空間。同時(shí)，為了確保 ESD 保護(hù)的有效性，ESD 保護(hù)器件應(yīng)盡可能靠近容易受到 ESD 沖擊的部位，如觸摸屏、按鍵、接口等。在手機(jī)中，觸摸屏與主板之間的連接線路容易受到 ESD 干擾，因此在觸摸屏接口附近安裝 ESD 保護(hù)器件，可以有效保護(hù)觸摸屏的正常工作。此外，由于便攜式電子設(shè)備通常在各種環(huán)境下使用，如戶外、室內(nèi)等，環(huán)境中的濕度、溫度等因素也會影響 ESD 保護(hù)器件的性能，所以在選擇安裝位置時(shí)，還需要綜合考慮這些環(huán)境因素。

工業(yè)控制領(lǐng)域

工業(yè)控制環(huán)境通常較為惡劣，存在大量的電磁干擾和 ESD 風(fēng)險(xiǎn)。在工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備、電力系統(tǒng)等領(lǐng)域，ESD 保護(hù)器件的正確安裝對于保障設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。在這些設(shè)備中，ESD 保護(hù)器件不僅要應(yīng)對常規(guī)的 ESD 沖擊，還需要具備較強(qiáng)的抗電磁干擾能力。例如，在工業(yè)現(xiàn)場的通信線路中，ESD 保護(hù)器件應(yīng)與濾波元件、隔離變壓器等配合使用，共同抵御 ESD 和電磁干擾。同時(shí)，考慮到工業(yè)設(shè)備的長期運(yùn)行和維護(hù)需求，ESD 保護(hù)器件的安裝位置應(yīng)便于檢修和更換。在一些大型工業(yè)控制柜中，ESD 保護(hù)器件通常安裝在易于操作的位置，并且在布局上與其他電路模塊有清晰的區(qū)分，以便在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)能夠快速定位和解決 ESD 相關(guān)問題。