Posted By Liang Bird on 12 月 2, 2019 in Maker電子學, 教學文 | 1 comment

上篇文章稽納二極體的原理與應用，我們大致介紹了稽納二極體以及利用它設計的穩壓電路，不過由於 IC 穩壓元件的進步，現今稽納二極體已經沒有那麼常用在穩壓電路中，但它的一個近親—TVS 二極體倒是隨處可見，並且廣泛應用於各種電路的靜電保護設計中。

這次就讓我們來聊一下 TVS 二極體，以及它在靜電保護設計上的角色。

電不死人卻會電壞機器的 ESD

ESD（Electrostatic Discharge）又稱靜電放電，指的是在兩個物體間，因爲電場達到一定的強度，使得介質的絕緣能力崩潰，而發生電荷流動、中和的現象。

小至電路放電，大至閃電，都是ESD靜電放電現象（Source）

在乾燥的地區，我們觸摸門把時常常會被靜電電到，就是一種常見的靜電放電現象。至於爲什麼靜電放電比較常發生在冬天呢？其實 ESD 的發生跟溫度沒有關係，但是溫度會決定空氣的絕對溼度，溫度越低的空氣可容納的水汽量會越少，相對來說就會越乾燥，而越乾燥的空氣越不容易讓靜電透過空氣散逸，而是比較容易在人體上累積，因此就會發生靜電放電。

我們生長的台灣地區，地處熱帶至亞熱帶，冬季的溫度相對沒有那麼低，空氣也比較潮溼，因此靜電放電發生的頻率和程度不會像高緯度、乾燥的地區那麼嚴重，但我相信大部分的讀者一定都還是有冬天被門把電到，或是觸碰別人而「來電」的經驗。

要讓乾燥空氣的絕緣崩潰而發生靜電放電，電場強度大概要到達 40 KV/cm 以上，這個數字的物理意義是：如果兩個物體在乾燥空氣中距離 1 公分，而它們倆之間的電壓差距達到 4 萬伏特以上，就會透過空氣發生靜電放電，而如果兩者之間的距離只有 1 mm，則只需要 4 千伏特左右的電壓，就足以發生靜電放電。