首先 解释双向与单向的概念
- “双向击穿” 设计是指二极管在正向和反向偏置时均能实现可控击穿,其核心是采用对称PN结结构(如:P-I-N-P 或 N-I-P-N),正向导通时利用 “正向雪崩击穿”,反向导通时利用 “反向雪崩/齐纳击穿”,适用于双向信号通路(如差分信号、无极性电源)
- “单向击穿” 设计是指 ESD 保护器件仅在一个特定电流方向下发生击穿导通,以此泄放静电能量;反向则保持高阻阻断状态,不影响电路正常工作的设计方案
其次 哪些场景适合用双向或单向
双向 ESD 二极管可在正、反两个方向触发击穿,泄放静电,不影响双向传输的信号或电压
- 适用原因:交流信号本身交替变化极性,双向 ESD 能保护正负两个方向的静电冲击,且不阻断正常信号传输
- 典型应用:音频线路(AUX、耳机接口)、模拟信号线路(传感器差分信号)、射频(RF)线路
- 适用原因:接口信号双向传输,静电可能从任意方向侵入,双向 ESD 可全面覆盖保护
- 典型应用:USB 2.0/3.0、HDMI、DP、以太网(RJ45)、I2C/SPI 总线(双向通信)
- 适用原因:线路无固定正负极,或可能出现正负电压波动,双向 ESD 可应对双向过压
- 典型应用:未明确正负极的外接电源接口、对称供电的工业控制线路
单向 ESD 二极管仅在一个方向(正向或反向)击穿导通,反向保持高阻,适合信号 / 电流单向流动的场景
- 适用原因:直流电源有固定正负极,静电多从正向侵入,单向 ESD 可在正向击穿泄放静电,反向不影响电源正常供电
- 典型应用:DC-DC 电源输入口、电池供电线路、5V/12V 设备电源接口
- 适用原因:信号仅单方向传输,静电风险集中在信号传输方向,单向 ESD 不干扰正常信号的单向流动
- 典型应用:串口 TX/RX(单工 / 半双工模式)、GPIO 输出引脚、打印机并行接口、传感器输出信号线路
- 适用原因:部分电路反向耐压较低,单向 ESD 的反向高阻特性可避免反向漏电或击穿,保护后端器件
- 典型应用:二极管整流后的电路、MOS 管驱动线路、精密模拟电路的单向供电支路
- 先判断线路 “信号 / 电流方向”:双向传输→选双向 ESD,单向传输 / 固定极性→选单向ESD
- 再看“静电侵入方向”:若静电可能从正反双向而来(如外部接口),优先双向;仅单一方向有风险(如内部电源支路),可选单向