靜電放電(ESD)是靜態電能不受控制的突然釋放過程。這種電能釋放能夠損壞敏感的集成電路，無線系統設計人員必須要了解ESD。

　　無線系統制造商正在制定更嚴格的ESD規范，使電路板設計者的任務更加艱巨?，F有各種不同的ESD標準，使設計工作更加復雜。我們考慮兩個最通用的國際標準：人體模型HBM(humanbodymodel)和IEC1000-4-2。第一個標準模擬接觸條件，應用于器件；第二個標準用于系統級的ESD防護。

　　無線設計的ESD防護面臨著特殊的挑戰，靜電防護有多種技術，各有優缺點。然而，對無線設計，性能、電路空間、重量、功耗和成本都傾向于使用集成二極管防護網絡。

　　進一步，我們將討論如何應用二極管網絡，獲得最佳的ESD防護性能。最佳性能與電路板的布局密切相關，確保ESD電流進入防護器件，不損壞敏感的集成電路。此外，使用二極管防護網絡要注意系統的節電(power-down)問題。最后，還沒有一種簡單的方法把器件的ESD靜電防護性能與系統的防護性能相聯系，但規定保護器件的鉗位電壓，是兩者相連的有效方法。

　　ESD標準HBMESD測試通常用于集成電路，而IEC1000定義了系統的ESD測試，兩者都采用電容通過限流電阻的放電ESD模型(圖1)，差別是器件值的大小。對HBM，電容值是100pF，限流電阻是1500Ω。注意，對于同樣的ESD電壓，IEC1000的峰值放電電流比HBM的幾乎高5倍。進一步，IEC1000采用接觸放電及空氣放電的方法對設備進行測試。標準定義接觸放電的ESD電壓為2kV至8kV，空氣接觸的可達15kV。注意IEC1000規定的電流上升時間小于1ns，需要防護器件的響應非?？?圖2)?；谕辉?，電路板布局對實現系統的ESD防護非常關鍵。

　　防護方法如果要滿足IEC1000-4-2的ESD防護要求，無線通信設備需要適當的保護。用戶接觸的區域，如按鍵和I/O口易于受到ESD影響，因此需要保護。一種簡單技術就是把電容放置于通信線來吸收ESD脈沖，它減低了信號速率，增加了驅動電流消耗?？梢栽诎迳喜捎梅烹娖?sparkgap)，放電器設計保證在ESD脈沖過程熔斷，電流被分流引入大地。然而這種技術占用較大的空間面積，老化后導致ESD防護不可靠。MOV(metaloxidevaristor)器件在高壓時可以斷開，可使用在響應時間較慢的應用中。然而，笨重與大電容使它們不適合防護信號線，另外的缺點是其老化特性。

　　對于Zener二極管，盡管能夠鉗制給定電壓下的大電流，但它產生有防護信號線不需要的寄生電容。相比之下，連接地和電源端的快速、低容二極管是個很好的方案。它們可以處理大的峰值電流，具有很小的反向泄漏電流，可以抗多次ESD沖擊而不損壞；它成功地把ESD脈沖從敏感保護器件引開，具有很長的壽命。然而，每一防護線需要一個二極管對。盡管每個器件的價格很低，總的安裝成本和所需的空間使分離方案不適合。

　　例如，防護IEEE-1284并行口需要17個二極管對。在單個封裝中集成不同數量的二極管對，可產生一個最佳性能價格比的方案。

　　集成二極管防護網絡二極管陣的ESD防護原理非常簡單，一個與電源和地相連的二極管對加在被防護的信號線上。正常工作其間，這些二極管是反向偏置，但當信號線的電壓分別高于或低于對應端的電壓時，產生正向偏置。正向偏置發生在ESD脈沖過程，這時二極管把電流引入電源或地端上，離開被防護的器件，被防護器件只受很小的電壓和電流沖擊。

　　由于集成電路I/O管腳設計都能經受2kV的HBMESD電壓，被防護器件能經受住這個能量，然而這對外部二極管網絡提出了更嚴格的要求。根據IEC1000-4-2的方法，這些網絡需要抵抗8kV的“接觸放電”。進一步，它還需要鉗制其后面的電壓，以使集成電路或其它無源器件不受損壞。最后，為了不降低信號的性能，二極管對的總電容應小于5pF。

　　由于無線應用通常需要很小的管腳封裝，防護器件必須采用SOT、MSOP和QSOP封裝，相比分離方案更具競爭性(圖3)。

　　優化ESD防護必須注意電路板的設計安裝。首先，盡可能地減小ESD脈沖進入點與二極管保護網絡之間的寄生電感(圖4)，寄生電感將抗拒ESD脈沖電流的快速變化，使進入二極管網絡的ESD電流流入被防護的器件。對此，設計者應該把二極管網絡放置在電感與被防護器件之間，這在兩個方面改善了ESD防護性能：電感抗拒了電流的快速變化，并在時間上擴展，降低了峰值電流；ESD脈沖被強制先通過二極管網絡，進入后面器件的只有很少一部分脈沖。