傳統電子產品設計，為提升電路係統因應靜電放電(Electrostatic Discharge
；ESD)狀況時的係統強固保護效果，產品開發人員必須采行多種方案來增強係統能符合ESD要求的標準
，尤其是裝置最易遭受ESD問題的輸出/入接口(I/O)的關鍵電路節點，通常會使用瞬態電壓抑製器(Transient Voltage Suppressor
；TVS)元件，來增強線路對於ESD問題的抵禦能力。

特別是手持式裝置
，例如智能型手機、遊戲機
、PMP或熱門的平板計算機
，這類相對高階的計算機係統
，有搭載精密的高效微處理器、存儲器、集成網絡芯片等元件，其電氣係統在抵禦ESD的部分原本就呈現相對弱勢

，必須透過設計手段加以改善，使產品不受ESD破壞或影響。

不同TVS元件類型 適用場合不同

基本上，防護ESD現象可用電路或元件集成來進行改善，但目前在電子電路縮小化的趨勢下，傳統防護ESD可用PCB走線或電子元件改善的應用方針
，目前已經相對不適用
，反而是采取集成型的TVS元件來因應ESD防護需求，漸成為常見的設計形式，而TVS元件也分成兩大類型。

TVS可以不同電源範圍選擇單向、雙向的防護設計效果，單向和雙向TVS元件，均可提供保護正向和負向的應力
，而TVS基本上是在ESD產生的瞬間產生維持線路高阻抗
、低泄漏狀態的一個電壓範圍。對於ESD的防護關鍵，在於判定多大以上的瞬態電器現象屬於ESD，此種電壓範圍將決定TVS元件可使用於哪裏一類的電路節點保護應用。

例如，雙向TVS是具有相對於0V的對稱特性，適合保護對稱或雙向的電子電路節點。至於單向TVS產品為具有相對0伏特的不對稱特性
，較適合保護電壓極性相同的電路節點。至於消弧(Crowbar)元件擁有負阻抗區域
，在低電壓時具高阻抗，當電壓較高時可觸發電路導通機製，使電路的電流增大同時電壓降低，而消弧TVS亦可提供保護。

在實際元件方麵，ESD TVS元件使用的技術主要有壓敏電阻、聚合物與二極管(矽)等3類。壓敏電阻屬於雙向的保護元件，基本上是具備極寬電流與電壓範圍能力，通常用於高壓輸電線路和落雷的保護用途
，但也有用於小型表麵黏貼元件(Surface Mount Technology；SMD)技術ESD保護電路應用。

但壓敏電阻在其導電率方麵也會存在較高的線路電容，讓壓敏電阻在高頻訊號線路方麵應用受到局限。甚至壓敏電阻在遭受多次ESD問題後，會使元件多次受ESD應力
，其元件防護性能也會下降。

因應高速訊號接口的ESD防護需求

而近來的趨勢是，當USB 3.0
、HDMI 1.4或DisplayPort等高速接口推陳出新，讓接口的傳輸訊號頻率大幅增加，但接口的ESD防護又不可缺乏的現實下，多數TVS方案會選用聚合物式的浪湧抑製器元件以因應ESD接口防護需求，尤其在大量高速傳輸應用，此種解決方案亦相當常見。基本上
，聚合物的浪湧抑製元件即為消弧元件！

因為消弧元件為雙向保護元件，在元件的線路電容表現相對極低，此特性對於大量、高頻的高速傳輸應用方麵
，成為極具吸引力的ESD解決方案。但消弧元件也不是沒有缺點，因為消弧元件的問題在於導通的電壓高，導通阻抗性能也相對較差，尤其是遭受多次ESD應力時也會讓ESD防護性能趨於下滑。

另一款常見的ESD防護元件，即為金屬氧化物變阻器(Metal Oxide Varistor；MOV)，但金屬氧化物變阻器的特性是元件處於低電流
、低電壓時會具備高阻抗特性，但高電壓
、高電流時，金屬氧化物變阻器的元件阻抗則會呈現下降，金屬氧化物變阻器屬於電壓的鉗位元件。

此外

，以往矽製的TVS元件，由於電容表現較高，在保護低電壓、高速傳輸的訊號線路應用方麵有相當多的不利因素
，但實際上近年的ESD防護技術不斷進步，讓矽製的TVS元件也逐漸能滿足高頻、高速應用線路的ESD防護需求。多數二極管都采用“矽”製zhi造zao，此ci為wei一yi種zhong雙shuang端duan元yuan件jian，順shun向xiang為wei一yi個ge較jiao低di阻zu抗kang的de傳chuan導dao電dian流liu，逆ni向xiang則ze形xing成cheng取qu決jue於yu一yi定ding量liang才cai能neng擊ji穿chuan電dian壓ya的de高gao阻zu抗kang元yuan件jian特te性xing
，而er矽xi製zhi二er極ji管guan元yuan件jian特te性xing為wei單dan向xiang元yuan件jian。

矽製二極管的TVS元件，擁有多數ESD保護元件可選擇單向或雙向保護特性，實際上單組二極管為單向保護元件
，若串聯結合2組單向的TVS元件即可建構1組雙向保護元件。市麵上已有多種以雙向二極管為設計基礎的TVS集成元件。以往矽TVS元件存在電容表現較高，因應低壓、高速訊號線路方麵的保護效果影響較大
，但目前的防護技術持續進步
，已改善此類問題。

麵對不同設計條件 TVS元件也必須找尋最佳方案

多數的設計條件下，ESD應力表現要求
，仍需視電路設計的ESD影響大小而定，對具不對稱敏感度之電路節點的ESD防護，可能隻有基於二極管技術的TVS元件才能提供較佳的單向保護。至於高速傳輸應用場合，線路要求極低電容，這時會在設計應用時選取聚合物元件式TVS，也相對較其它TVS解決方案更具吸引力，不同元件的保護能力取舍，必須針對不同設計條件與限製來進行評估。

而(er)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)的(de)元(yuan)件(jian)成(cheng)本(ben)相(xiang)對(dui)較(jiao)低(di)
，同(tong)時(shi)元(yuan)件(jian)本(ben)身(shen)亦(yi)不(bu)要(yao)求(qiu)需(xu)支(zhi)持(chi)高(gao)壓(ya)導(dao)通(tong)
，在(zai)低(di)成(cheng)本(ben)應(ying)用(yong)方(fang)麵(mian)較(jiao)具(ju)吸(xi)引(yin)力(li)。但(dan)實(shi)際(ji)上(shang)，壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)仍(reng)存(cun)在(zai)較(jiao)高(gao)的(de)元(yuan)件(jian)電(dian)容(rong)，這(zhe)會(hui)使(shi)其(qi)應(ying)用(yong)於(yu)高(gao)頻(pin)
、高速訊號線路方麵的ESD防護時出現限製。同樣的
，以二極管為基礎的TVS產品，其鉗位電壓的控製能力較佳
，加上超低電容表現的二極管式TVS產品也越來越多，在高頻
、高速應用方麵也成為目前相當受歡迎的設計形式。

麵對電子產品小型化
、薄型化設計趨勢，ESD防護元件也必須跟上輕
、薄
、短、小的設計要求，例如

，在不影響防護性能的條件下，目前TVS元件有采厚度僅0.55mm
、uQFN封裝形式
，亦有針對易於進行SMD作業或是安裝/維修優勢的0201、0402尺寸元件設計，新型ESD防護元件亦有采取無引腳SOT(1.0mm x 2.5mm x 0.5mm)封裝
、或帶接腳的TSSOP封裝(3.0mm x3.0mm x1.1mm)
，有助於裝配和製造端的實際應用，同時加快產品上市時間。