ESD (Electrostatic Disharge) は、静電気の急速な移動です。ある物体がプラスで、別の物体がマイナスの場合に接触すると、電子のバランスを取りたくなります。一方の物体から他方の物体への電子のラッシュがESDです。ESDは、電子回路やその部品にとっては敵といえます。電子部品への電荷の移動により、簡単にそれらを損傷し、それらが役に立たなくなるようにすることができます。悲しいことに、ほとんどの場合、手遅れになるまで気づくことができません。
そこで、ESD対策コンデンサの出番です。ESD用コンデンサは、回路が遭遇する可能性のある迷惑なESDを吸収するために回路に入れられています。ここに、ESD用コンデンサに関する素晴らしい記事があります： ESD用コンデンサとは何ですか?
この記事では、ESD対策コンデンサを選択する方法に焦点を当てています。また、ESDから回路を保護するためには様々な方法があることを覚えておいてください。コンデンサは経済的なソリューションです。
ESD 保護用コンデンサを選択する際に使用すべき主なパラメータは 3 つあります。
被試験デバイス
DUT （ESD保護用コンデンサ）の効果は、ESD 試験回路のコンデンサを横切る有効な結果電圧として現れます。その回路を図1に示します。
図１．
Vx = Vx = 結果電圧
Cx = DUT（試験中のコンデンサ）
Co = 充電用コンデンサ
Vo = 電源電圧
この式はVxとCxの関係を示しており、VoとCoを一定にするとVxとCxは反比例します。つまり、Cxの値が大きいほどVxは減少します。
ここでは、2000pFのコンデンサ（CX）の ESD要件が6kV（VO）の場合の例を示します。Co = 150pFのAEC-Q200試験法を使用しています。DUT効果との関係で、6kVを印加した場合、CXは418.6V（VX）しか受けていないことを示しています。以下に計算の手順を示します。
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Vx = (Co / Co + Cx) Vo
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Vx = (150pF / 150pf + 2000pF) x 6kV
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Vx = (.00000000015 / .00000000015 + .000000002) x 6000 Volts
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Vx = (.00000000015 / .00000000215) x 6000 Volts
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Vx = (.0697674418604651) x 6000 Volts
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Vx = 418.6 Volts
電圧破壊
電圧破壊は、コンデンサの電圧レベルの強さを見つけるために使用される方法です。破壊するまでコンデンサに印加する直流電圧を増加していくことにより、コンデンサが扱うことができる最大持続電圧を見つけることができます。Vxよりも大きい耐圧レベルを持つコンデンサを選択します。
DCバイアス
セラミックコンデンサに直流電圧を印加すると、静電容量の実効値と公称値が異なる場合があります。そのため、DCバイアスは公称静電容量からの変化率として表されます。以下は、DCバイアスを見つけるための式です。
DCバイアスは主に誘電体材料に起因します。したがって、コンデンサの異なるクラスも主要因となります。クラスIのコンデンサの場合、変化はほとんどありませんが、クラスIIの場合、容量は最初に増加し、その後、定格容量に達すると着実に減少していきます。クラスIIの典型的なDCバイアスは-10%～-70%です。印加電圧を上げると実効静電容量は減少します。
ESD 試験の評価だけで、コンデンサの値を選択するのは最良の方法ではありません。DUT、電圧破壊、DCバイアスの影響を調べれば、保護回路の設計が過剰になったり、さらに重要な要件である保護回路が過小になることを防ぐことができます。
コンデンサのクラスの詳細については、この記事をご覧ください：セラミックコンデンサの温度係数を理解する
コンテンツおよび画像は TDK’s FAQ.より提供されています。