首先 解釋雙向與單向的概念
- “雙向擊穿” 設計是指二極管在正向和反向偏置時均能實現可控擊穿,其核心是采用對稱PN結結構(如:P-I-N-P 或 N-I-P-N),正向導通時利用 “正向雪崩擊穿”,反向導通時利用 “反向雪崩/齊納擊穿”,適用于雙向信號通路(如差分信號、無極性電源)
- “單向擊穿” 設計是指 ESD 保護器件僅在一個特定電流方向下發生擊穿導通,以此泄放靜電能量;反向則保持高阻阻斷狀態,不影響電路正常工作的設計方案
其次 哪些場景適合用雙向或單向
雙向 ESD 二極管可在正、反兩個方向觸發擊穿,泄放靜電,不影響雙向傳輸的信號或電壓
- 適用原因:交流信號本身交替變化極性,雙向 ESD 能保護正負兩個方向的靜電沖擊,且不阻斷正常信號傳輸
- 典型應用:音頻線路(AUX、耳機接口)、模擬信號線路(傳感器差分信號)、射頻(RF)線路
- 適用原因:接口信號雙向傳輸,靜電可能從任意方向侵入,雙向 ESD 可全面覆蓋保護
- 典型應用:USB 2.0/3.0、HDMI、DP、以太網(RJ45)、I2C/SPI 總線(雙向通信)
- 適用原因:線路無固定正負極,或可能出現正負電壓波動,雙向 ESD 可應對雙向過壓
- 典型應用:未明確正負極的外接電源接口、對稱供電的工業控制線路
單向 ESD 二極管僅在一個方向(正向或反向)擊穿導通,反向保持高阻,適合信號 / 電流單向流動的場景
- 適用原因:直流電源有固定正負極,靜電多從正向侵入,單向 ESD 可在正向擊穿泄放靜電,反向不影響電源正常供電
- 典型應用:DC-DC 電源輸入口、電池供電線路、5V/12V 設備電源接口
- 適用原因:信號僅單方向傳輸,靜電風險集中在信號傳輸方向,單向 ESD 不干擾正常信號的單向流動
- 典型應用:串口 TX/RX(單工 / 半雙工模式)、GPIO 輸出引腳、打印機并行接口、傳感器輸出信號線路
- 適用原因:部分電路反向耐壓較低,單向 ESD 的反向高阻特性可避免反向漏電或擊穿,保護后端器件
- 典型應用:二極管整流后的電路、MOS 管驅動線路、精密模擬電路的單向供電支路
- 先判斷線路 “信號 / 電流方向”:雙向傳輸→選雙向 ESD,單向傳輸 / 固定極性→選單向ESD
- 再看“靜電侵入方向”:若靜電可能從正反雙向而來(如外部接口),優先雙向;僅單一方向有風險(如內部電源支路),可選單向