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ESD（静电放电）模拟人体静电，IEC61000-4-2，接触放电 ±2~±8kV，空气放电 ±2~±15kV，波形上升沿 0.7~1ns、持续 30~60ns；防护用 TVS 管（低电容、快响应）+ 接地设计（低阻抗泄放路径）+ 结构设计（缝隙/绝缘）；整改优先级：接地→TVS→滤波→结构。接触放电打金属表面，空气放电打缝隙/孔。
本文概述
ESD 是 EMC 最常见测试，面试常考：测试等级、接触/空气放电、TVS选型、接地。回答要给测试标准和整改方法。
核心要点
IEC61000-4-2 ESD 测试，接触放电 ±2/±4/±6/±8kV，空气放电 ±2/±4/±8/±15kV
ESD 波形：上升沿 0.7~1ns，峰值电流 1kV→7.5A（接触），持续 30~60ns
接触放电：打金属表面（接口、螺丝、按键），空气放电：打缝隙、孔、绝缘表面
防护器件：TVS 管（低电容 <5pF、响应 ps 级、钳位低），信号口用 TVS 阵列
整改优先级：接地泄放（低阻抗路径）→ TVS 钳位 → RC 滤波 → 结构屏蔽/绝缘
面试官考察点
EMC 实战题。面试官看你是否做过 ESD 整改。重点听：测试等级、TVS、接地、整改优先级。
回答思路
讲 ESD 测试标准，接触/空气放电区别，TVS 选型，接地设计，整改流程。
参考回答
ESD 测试标准（IEC61000-4-2）。
| 等级 | 接触放电 | 空气放电 | 适用 |
|---|---|---|---|
| 1级 | ±2kV | ±2kV | 良好环境 |
| 2级 | ±4kV | ±4kV | 一般环境 |
| 3级 | ±6kV | ±8kV | 恶劣环境 |
| 4级 | ±8kV | ±15kV | 非常恶劣 |
ESD 发生器模拟人体放电（人体模型 150pF+330Ω）；
波形：上升沿 0.7~1ns，第一峰值电流 7.5A/kV（接触放电），持续 30~60ns；
测试点：用户可接触的金属表面、接口、按键、缝隙、外壳孔；
每个点正负各打 10 次，间隔 1 秒。
接触放电 vs 空气放电。
| 项目 | 接触放电 | 空气放电 |
|---|---|---|
| 放电方式 | 枪头直接接触金属 | 枪头靠近，空气击穿 |
| 测试点 | 金属表面、接口、螺丝 | 缝隙、孔、绝缘表面 |
| 电压等级 | 最高 ±8kV | 最高 ±15kV |
| 重复性 | 好（直接接触） | 差（受距离/湿度影响） |
| 能量 | 大（直接泄放） | 较小（空气限流） |
ESD 失效模式。
硬损坏：芯片击穿、烧毁（大电流通过器件）；
软错误：程序跑飞、复位、数据错误（ESD 干扰 CPU/总线）；
潜伏损坏：当时没坏，可靠性下降（ESD 损伤了器件）；
大多数 ESD 问题是软错误（干扰），不是硬损坏。
ESD 整改方法（按优先级）。
接地泄放：ESD 电流要能快速泄放到大地，低阻抗路径（短、粗、多点接地）；金属外壳接地，接口金属壳接地；
TVS 钳位：信号口和电源口加 TVS，钳位电压低于芯片耐压，TVS 靠近接口放置；
滤波/隔离：信号串小电阻/磁珠+电容，滤除 ESD 高频分量；光耦/隔离器隔断；
结构设计：缝隙加导电布/导电泡棉，绝缘外壳增加距离，孔加屏蔽；
软件防护：看门狗复位、数据校验、关键寄存器备份恢复（软错误恢复）。
TVS 选型（ESD 用）。
低电容：高速信号（USB/HDMI/以太网）用低电容 TVS（<1pF~5pF），不影响信号完整性；
低钳位电压：Vc < 芯片最大耐压（留 20% 余量）；
响应速度：TVS 都是 ps 级，足够 ESD（ns 级）；
峰值功率：ESD 用小功率 TVS 即可（200W~500W，8/20μs 波形），不需要浪涌用的大功率；
阵列：多信号口用 TVS 阵列（如 USBLC6、SP3012），省空间。
接地设计要点。
ESD 接地路径要短、直、宽（减小寄生电感，L×di/dt 是干扰源）；
接口金属壳直接接大地（机壳地），不要经过电路板；
PCB 上 ESD 器件接地孔靠近接口，用多个过孔并联接地；
数字地和机壳地之间用 1MΩ+1nF（Y电容）连接（安规+高频接地）；
不能让 ESD 电流经过敏感电路（CPU、存储器）才到地。
注意。
ESD 整改先定位：用静电枪逐步打，找到敏感点和敏感信号；
空气放电不过通常是缝隙/孔泄漏，加导电泡棉或增加绝缘距离；
接触放电不过通常是接地不好或 TVS 不够，先查接地；
TVS 要放在接口连接器和电路之间（第一道防线），不能放在电路深处；
ESD 测试时产品要正常工作（带电测试），不是只测不坏。
