ESDクランプダイオード選定
IEC 61000-4-2準拠のESD保護のためのクランプダイオードのピーク電流、電力損失、クランプ比を計算します。
公式
I_pk = (V_ESD − V_cl) / Z, P_pk = V_cl × I_pk
仕組み
ESD（静電放電）クランプダイオードは、敏感なICを最大定格を超える電圧トランジェントから保護します。標準的な ESD イベント (IEC 61000-4-2 レベル 4: ±8 kV 接点) では、放電電流は直列パスのインピーダンス Z (HBM または接触放電モデルでは通常330 Ω) を流れます。ピーク・クランプ電流はI_PK = (V_ESD − V_CL) /Zです。ここで、V_CLはピーク電流におけるTVSダイオードのクランプ電圧です。クランプで消費されるピーク電力は P_PK = V_CL × i_PK です。ICが動作するためには、クランプ電圧 (V_CL) がICの絶対最大定格を下回っている必要があります。クランプ比 V_cl/V_ESD は、デバイスのクランプ効率を示します。比率が低い (0.01未満) と、効果的なクランプが可能になります。
計算例
実践的なヒント
- ✓IEC 61000-4-2レベル4（±8 kV）の場合は、ピークパルス電流定格が15A以上（該当するパルス幅で）で、十分な余裕があるTVSを選択してください。
- ✓多端子 (USB、HDMI、イーサネット) のインタフェースにはマルチチャンネルTVSアレイを使用することで、基板スペースを節約し、ルーティングインダクタンスを低減できます。
- ✓コネクタとTVSの間に小さな直列抵抗（10〜47Ω）を追加すると、TVSにかかるdV/dtストレスが軽減され、ESD制限を満たすのに役立ちます。
よくある間違い
- ✗ピーク電流でのクランプ電圧を確認せずに、スタンドオフ電圧のみに基づいてTVSダイオードを選択する場合、V_CLは常にスタンドオフ電圧よりも高くなります。
- ✗高速回線のTVSダイオードの静電容量は無視してください。USB 3.0またはHDMIには低容量のTVS（0.5pF未満）が必要です。
- ✗ESD クランプをコネクタから遠ざけて配置します。コネクタとクランプの間に mm のトレースがあるごとに、ESD スパイクが伝播します。クランプはコネクタから 2 mm 以内に配置してください。
よくある質問
Shop Components
Affiliate links — we may earn a commission at no cost to you.
Related Calculators
EMC
ESD TVS Diode
Calculate TVS diode clamping voltage, breakdown voltage, peak pulse current, and power rating for ESD protection circuit design.
EMC
RF Shielding
Calculate electromagnetic shielding effectiveness of conductive enclosures
EMC
EMI Margin
Calculate EMI compliance margin accounting for measurement uncertainty and safety margin to predict pre-compliance test pass/fail.
EMC
Ferrite Bead
Calculate ferrite bead filter effectiveness, impedance at frequency, and insertion loss for EMI suppression
EMC
LC EMI Filter
Design an LC low-pass EMI filter for conducted emissions suppression — calculate inductance, capacitance, filter order, and attenuation at the stop band.
EMC
CMC Impedance
Calculate common mode choke impedance, insertion loss, and Q factor at a given frequency for EMC filter design.