为何传统ESD保护方式毁了物联网产品体验？

“双二极管”是 IC 片上与片外最常见的 ESD 保护方法之一。该方法易于实现，占用面积最小，寄生电容小，漏电流也低，优点很多。

但是，对于物联网应用，“双二极管”方法却有弊端。特别是接到 VDD 的“上二极管”，会影响到物联网产品电路的功能。“双二极管”ESD 保护方法的局限主要有三点。

双二极管式 ESD 保护

传感器接口的电压不同于 IC 供电电压

有些物联网系统中传感器或致动器（actuator）接口的信号处理电路比较特殊，这些接口电路的电压有可能会超过 IC 供电电压。当信号电压高于 VDD 加二极管导通电压时，二极管会正向导通（从接口 pad 向 VDD 方向导通），从而产生从传感器到 VDD 的通路，引入电源噪声。

开漏电路（open drain）连接IC 之间的通信

很多物联网应用中，都有多颗 IC 共享一个通信通道的案例。I2C 就是这样一种常见的传感器通信接口。由飞利浦发明的 I2C 是一种多主、多从的单端串行总线。由于 I2C 通信只需要两根线，所以成本很低。I2C 通信适应性非常广，连到 I2C 总线上的 IC 供电电压不同（例如 3.3V、5V 或 1.8V）或者部分 IC 不供电，都不会影响 I2C 通信。

但是如果在 I2C 的两根信号 SDA 与 SCL 上加入连接到 VDD 的二极管做 ESD 保护，就需要使连接到 I2C 的所有 IC 都供电，并且供电电压也要相同，否则相互之间就不能通信。

SoC 子系统需要进入休眠状态

通常情况，为了减少总漏电流，物联网系统只有一小部分始终处于工作状态，其他电路大部分时间是关闭的，整个系统只在新数据出现时才会工作一小段时间。

但传统的“双二极管”式 ESD 保护方法可能会让漏电流加大。因为加在 IO 上的电压可能会唤醒部分应该休眠的功能模块。SoC 内部的 ESD 保护电路一样会遇到类似的问题，芯片内部不同区域之间通信时，IC 设计工程师会习惯性地加上双二极管来保护内部电路。如果没有 ESD 保护，芯片内部的敏感电路被打坏的可能性大幅增加，但是如果 SoC 中的子系统需要休眠，那么 IC 设计工程师需要考虑其他的 ESD 保护方法。

器件型号	数量	器件厂商	器件描述	参考价格	更多信息
12191818	1	Delphi Automotive LLP	Push-On Terminal, 0.5mm2	$0.17	查看
1803604	1	Phoenix Contact	Barrier Strip Terminal Block, 8A, 1.5mm2, 1 Row(s), 1 Deck(s), ROHS COMPLIANT	$7.61	查看
SSHL-003T-P0.2	1	JST Manufacturing	Connector Accessory, Contact, Phosphor Bronze,	$0.11	查看

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