电容能抗多大的ESD？

在一些电源和低速信号线中，电容也被用来抵抗ESD，但是电容到底能够抗多大的ESD电压呢？ESD耐性和电容量之间是否存在关联呢？

TVS或者ESD器件在制造过程中，有可能会引发ESD事件并且造成损坏。为了模拟这些事件，有三种模型可用于测试：

1. 人体模型（Human Body Model，HBM）模拟人体释放静电时的事件；
2. 机械模型（Machine Model，MM）模拟机器释放静电时的事件；
3. 充电设备模型（Charged Device Model，CDM）模拟带电设备释放静电时的事件。

电容的ESD耐性与电容量之间是否存在关联？这取决于电容类型和制造工艺。通常情况下，电容的容量越大，其ESD耐性也将越强。但是，此规律并不是完全适用于所有电容。因此，在选择电容时应该根据具体电路的要求和电容品质来决定。

图片来自TI培训

回到正题，HBM一般有两种测试规格，一种是IEC61000-4-2标准，一种是AEC-Q200-002。

IEC61000-4-2标准是针对ESD静电放电抗扰度实验的，ESD测试分为空气和接触测试两种，需要用到静电枪，如下给出了静电枪或者说静电发生器的电路简图。

静电发生器内部电路简图

Rc为充电电阻，Cd为充电电容，Rd为放电电阻，简单的工作原理就是：充电开关开，放电开关关，直流高压电源通过Rc对Cd充电；充电开关关，放电开关开，Cd储存电荷对被测设备释放。

IEC61000-4-2会比AEC-Q200-002更常用，差别在于Rd阻值不同。

在知道这些基本知识后，如果对一个电容打ESD，也就是如下这样：

输出端加上被测电容Cx，电容两端电压为Vx

对一个10KV 150PF的模型来说，含有的能量为Q=CV。

假设能量全部释放掉，Cx=10NF上的瞬间电压会达到10KV*150PF/(10nF +150pF)=147.78V，这个电压还是很高的，一定程度会损坏电容。

算了一下1nF、10nF、22nF、47nF和100nF在10KV 150pF模型和10KV 330pF模型下瞬间达到的电压值，当电容达到100nF时，电容上的电压已经很低了，电容是可以承受的，而且假设前提是模型的能量全部释放，实际电压会更低一点。

感兴趣的，可以算一算其他放电电压，比如15KV和25KV，以及其他不同容值。

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