ESD保護元件的作用是轉移來(lái)自敏感元件的ESD應力，使電流流過(guò)保護元件而非敏感元件，同時(shí)維持敏感元件上的低電壓；ESD保護元件還應具有低泄漏和低電容特性，不會(huì )降低電路功能；不會(huì )對高速信號造成損害，在多重應力作用下保護元件的功能不會(huì )下降。

 

瞬態(tài)電壓抑制器(TVS)、壓敏電阻和聚合物是近幾年發(fā)展起來(lái)的幾種專(zhuān)用ESD保護元件。其中前兩種元件均采用電壓鉗位的方式進(jìn)行保護，采用帶導電粒子的聚合物則是采用消弧(crowbar)保護策略。壓敏電阻和聚合物支持雙向保護，但TVS可支持單向或雙向保護。傳統的壓敏電阻雖然在成本上具有一定優(yōu)勢，但它存在的一個(gè)最大問(wèn)題是體積太大，無(wú)法滿(mǎn)足手持設備的封裝要求。事實(shí)上，與壓敏電阻相比，基于硅材料的TVS具有更好的鉗制性能、更低的泄漏和更長(cháng)的使用壽命。
 

TVS芯片在多重應力下仍然可保持強大的性能，而壓敏電阻和聚合物則會(huì )隨著(zhù)使用次數的增多性能下降。TVS技術(shù)利用的是半導體的鉗位原理，在經(jīng)受瞬時(shí)高壓時(shí)，會(huì )立即將能量釋放出去，而壓敏電阻采用的是物理吸收原理，因此每經(jīng)過(guò)一次ESD事件，材料就會(huì )受到一定的物理?yè)p傷，形成無(wú)法恢復的漏電通道。TVS技術(shù)的原理就好像傳統的打太極，可以輕松釋放掉能量而不是直接與之對抗，器件本身不會(huì )受到損害，基本上沒(méi)有壽命限制。而壓敏電阻、聚合物材料在使用過(guò)程中同樣存在磨損問(wèn)題。

 

從現場(chǎng)測試的TVS與壓敏電阻的鉗制電壓曲線(xiàn)來(lái)看，TVS器件可以在極短時(shí)間內將輸入的大電壓鉗制到5至6伏的水平，而壓敏電阻的曲線(xiàn)則下降得非常緩慢，并且無(wú)法達到TVS器件的效果。這表明TVS器件在響應時(shí)間和鉗制性能方面均優(yōu)于壓敏電阻。