圖2：每個元件對于正負ESD脈沖的響應

從圖2的屏幕截圖中，硅解決方案(藍色波形)的ESD脈沖鉗位電壓與壓敏電阻器解決方案相比明顯低得多(黑色波形)。安森美半導體的硅器件鉗制ESD脈沖僅高于和低于直流電平(0~5V)，于線路的正脈沖為6.8V，負脈沖為1.6V。壓敏電阻器件沒有真正的鉗位機制，但從ESD脈沖響應來看，此技術的吸收效應比硅器件的鉗位效應更大，逐漸下降到安全電平。這種緩慢的下降可以使脈沖曲線下的面積更大，所以IC的能量更大。通過壓敏電阻器得到的額外能量比采用硅器件而損壞IC的風險更大。

器件的長期性能如何？

大多數采用低速線路的應用每天在正常使用中都受到許多ESD脈沖。因此，選擇可以承受許多脈沖而不影響系統性能的保護器件是重要的。為了讓ESD器件不干擾系統功能，它一定不能在正常工作中導通，但是當產生破壞性的ESD脈沖時會快速導通。測試元件在正常工作中是否會干擾系統，必須測試器件在多個ESD脈沖后的漏電。為了獲得壓敏電阻器性能的總體看法，必須檢測第二家公司的壓敏電阻器。而且，比較時必須包括為相似應用設計的元件，它們具有0402尺寸，電容超過50pf，工作電壓在5V和6V之間。兩個滿足上述要求的元件是安森美半導體的ESD9X5.0ST5G ESD保護器件和Innochip的壓敏電阻器ICVN0505X150。

圖3顯示了終生壽命測試結果，其中按照IEC61000-4-2 8kv接觸輸入在Vr=5V處的漏電測試錄得超過1,000次ESD脈沖。

圖3：終生壽命測試結果示意圖

壓敏電阻器和TVS解決方案在沒受到任何ESD脈沖前，開始的漏電小(小于0.1uA)。在前10個脈沖，漏電中有一個大毛刺讓壓敏電阻器超過100uA，然后在每個脈沖中緩慢增大。這是因為壓敏電阻器技術吸收更多的ESD脈沖，使之隨著每次沖擊而質量下降。當漏電增加時，因為正常功能被干擾或電池壽命縮短，提高了系統可靠性故障的風險。但是，安森美半導體的硅元件無需吸收即可鉗制脈沖，因此即使1,000個脈沖，質量也不會下降，使漏電低于0.1uA。在很多個沖擊中這種低漏電降低了在產品壽命中出現質量問題的機會。

總之，壓敏電阻器和硅ESD保護器件減小了IC在ESD脈沖中的能量。當設計變得越敏感時，設計人員就必須增加保護器件，以鉗制ESD脈沖到更安全的電平。硅ESD保護器件與壓敏電阻器相比所提供的鉗位電壓更低，而且在受到許多ESD沖擊時能保持最小的漏電。對于可靠性要求高的設計，硅ESD保護器件將提供最有效的解決方案。