前言

ESD（靜電放電）對于半導體器件來說危害極大，ESD的電壓遠高于半導體結的擊穿電壓，因此硬件工程師在應用芯片進行電路設計時需要關注芯片的ESD保護電路。

通常，所有信號引腳，無論是信號輸入引腳還是信號輸出引腳，都需要考慮ESD保護，以防止靜電放電事件期間發生的過電壓。一般這種ESD保護是通過在信號輸入引腳和信號輸出引腳上添加ESD保護二極管來實現的。比如對于輸入引腳，IO口一般會有鉗位二極管，這些二極管從信號輸入引腳連接到正電源電壓引腳，并從信號輸入引腳連接到負電源電壓引腳：

像MCU芯片有幾十個甚至數百個引腳。一般來說封裝上的每個信號引腳通常在MCU芯片中內置有ESD鉗位二極管，需要注意的是這是常規做法，有些芯片廠商為了節省成本，可能沒有內置ESD鉗位二極管，這樣就會導致芯片的ESD防護能力大大降低，因此我們在進行芯片選型的時候，務必要和廠家確認芯片內部到底有沒有ESD鉗位二極管，少了ESD鉗位二極管能節省廠家不少的成本，所以MCU芯片選型可別只圖便宜。

注意事項

1.注入電流問題

以輸入引腳為例，有時候輸入引腳的電壓可能會高于芯片供電的電源電壓，此時就會導致持續有電流注入芯片的IO口，這個注入電流不能過大，一般芯片規格書中會有說明，一般建議單個IO的最大連續注入電流不能超過2.5mA，所有IO的最大連續注入電流總和不能超過25mA，大家以規格書為準。

2.ESD保護能力問題

芯片內部集成的雙二極管其ESD防護等級是有限的，如果我們需要更高的ESD防護等級，有時候就需要采用外部二極管和電阻來實現。

當輸入信號電壓超過芯片VDD電壓導致芯片內部ESD二極管正向偏置，電流就會通過ESD二極管流入VDD電源，并會在電阻R1上產生壓降，那么外部二極管的陽極上的電壓就會比內部ESD二極管陽極上的電壓更高，從而外部二極管會導通并承載大部分電流。電阻R2的選型可以基于實際的輸入電壓的峰值來選擇，R2電阻主要是限制流經外部二極管的電流。

如果信號是高頻信號，那么外部二極管應選擇具有低寄生電容的型號，一般而言，二極管通流能力越強，封裝越大，其寄生電容也越大，所以二極管的過流能力并不是越大越好，還是要按需選擇。