TVSダイオード（ESD保護デバイス）ESD保護素子とは？ESD対策部品の種類と仕組み

たとえば、帯電した人体が電子機器のインターフェースなどに接触すると、静電気の放電が発生します。このような現象を「ESD：Electrostatic Discharge（静電気放電）」と呼びます。「帯電した人体から生じるESD（人体帯電モデル）」は数千Vの高電圧です。この高電圧パルスが、触れた電子機器内部に侵入し、IC回路の誤作動や破壊を引き起こします。このように電子機器内部に侵入したESDが製品やシステムを破壊することを防止するためには、ESDの抑制や除去を行う対策部品を設置する必要があります。
静電気の仕組みや帯電しやすい環境・素材、各種帯電モデル、ESD対策の必要性などについては「静電気とは？基礎知識とESD対策」をご参照ください。

前述のとおり、ESDとは帯電した導電性の物体同士が接触、あるいは充分に接近した際に発生する静電気の放電現象のことです。

一方で、サージ（Surge）とは、広い意味では、過渡的な過電圧や過電流全般を意味します。
スイッチON/OFF時などに発生する過電流を「サージ」と呼び、雷によって発生する過電圧・過電流は「雷サージ」と呼ばれています。

人が触れたり、さまざまなものが接触するすべての場所において、ESD（静電気放電）が生じ、機器内部のICなどの破壊につながるリスクがあります。これらの場所にESD対策としてTVSダイオードやバリスタ、サプレッサのような「ESD保護素子^※」を用いる必要があります（これらのESD保護素子の特徴の違いや比較については、「TVSダイオードとは？他のESD保護素子との違いや特徴」TVSダイオードとバリスタ、サプレッサの違いをご参照ください）。

特にTVSダイオードのような応答速度が高速なESD保護素子による対策が必要となる場所としては、下記が代表的です。

詳しくは「外部I/Oインターフェース（USB・HDMI）とTVSダイオードの使用例」をご参照ください。

ESD保護素子には、TVSダイオード、サプレッサ、バリスタ、アレスタがあります。当社では、TVSダイオードを取り扱っています。
TVSダイオードは、静電気（ESD）の過渡過電圧保護用途、たとえばUSBなどのデータ通信端子や電源端子からのESD保護に適しています（詳しくは「TVSダイオード（ESD保護デバイス）」TVSダイオードの使用例をご参照ください）。

ESD保護素子の違いについては、「TVSダイオードとは？他のESD保護素子との違いや特徴」TVSダイオードとバリスタ、サプレッサの違いで詳しく説明しています。

ESDは左図のように、人の手が触れやすい、外部インターフェースからESDが機器に浸入します。
ESD保護素子がない場合、外部インターフェースの経路から、ESDのような数千Vの高電圧が直接ICに印加され、ICが破壊されてしまいます。ESD保護素子は、ESDによるIC破壊を防ぐ部品として、右図のように外部インターフェースとICの間で、データラインとグランドの間に接続します。
そのため、ESD保護素子には以下2つの機能が必要です。

TVSダイオードは、低静電容量/高静電容量・高静電気放電能力を特徴とし、DC電源ラインや5Gbpsまでの通信ラインにおいて高い静電気吸収を実現します。当社では、チップサイズ0402～1006mmサイズを揃えています。
ESD保護素子の違いについては、「TVSダイオードとは？他のESD保護素子との違いや特徴」TVSダイオードとバリスタ、サプレッサの違いで詳しく説明しています。