电容能抗多大的ESD？

在一些电源和低速信号线上，电容也可以用来抵抗静电放电（ESD）。那么电容可以抵抗多大的ESD电压呢？ESD耐性和电容量之间有什么关系呢？

对于抵抗ESD的能力，通常使用三个模型进行测试和模拟：

1. 人体模型（Human Body Model，HBM）：模拟人体被静电放电时的情况。
2. 机械模型（Machine Model，MM）：模拟机械装置被静电放电时的情况。
3. 充电设备模型（Charged Device Model，CDM）：模拟带电设备被静电放电时的情况。

关于ESD器件的制造过程，有时会触发ESD事件并导致损坏。不同的模型测试可以帮助评估器件的ESD耐性。对于具体的电容器件，其ESD耐受能力与其电容量之间没有直接的关系。

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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