静電気放電（ESD）は日常生活でよく発生し、電子機器に深刻な脅威をもたらします。人体と接触することが多い製品は、静電気の影響を受けやすくなります。この記事では、静電気の発生と電子製品への影響、および静電気防止部品の選び方について紹介します。
多様なESD保護デバイスがさまざまなアプリケーション要件に対応
ESDとは何ですか?ESDは、2つの物体が接触したときに静電気が発生する現象です。人体から発生するESDは数千ボルトにも達し、高電圧パルスが触れた電子機器に入ると、内部のICの故障や破壊を引き起こします。接触した電子機器へのESD侵入による製品またはシステムの損傷を防ぐために、ESDを抑制または除去するための対応するコンポーネントをインストールする必要があります。
それは、電気機器の人体や他の物体と接触する可能性のあるすべてのポイントにESD対策を採用することです。
例えば、USB2.0、USB3.0、出力端子、LANなどユーザーがコネクタを抜き差しする箇所、電子製品の操作ボタンに触れる必要がある場合、製造時にデバイスが基板に接触する場合、基板同士がコネクタで接続される場合などが挙げられます。これらの箇所にESD対策として設置される部品を「ESD保護装置」と呼びます。
電子機器メーカーは、それぞれの電子機器の規格に適合した適切なESD対策を策定する必要があり、さまざまな目的や製品に応じたさまざまな試験や規格を策定する必要があります。現在、ICや電子部品などさまざまなデバイスの代表的な試験方法として、HBM（人体モデル）、MM（マシンモデル）、CDM（荷電デバイスモデル）の3つがあります。該当するテスト条件下で、これらのテストの各項目は、これらの規格に従って該当するコンポーネントおよびデバイスに対して実行されます。
ESD保護デバイスは工場を出荷する前にテストに合格する必要があり、そのテスト仕様は標準IEC61000-4-2に記載されています。テスト中、150pFのコンデンサと330 Ω の内部抵抗が回路に組み込まれ、製品は2kV、4kV、6kV、8kVの順に4つのESD電圧にさらされ、破壊耐性を評価し、これらのデバイスの状態をさらに理解します。
ESD保護デバイスおよび対策部品の主な機能は、デバイスに侵入したESDを地面に逃がすことです。保護装置がない場合、数千ボルトの電圧を持つESDが内部ICに直接作用し、チップに重大な影響を与えます。
ICを保護するために外部インターフェースとICの間にESD保護デバイスを設置すると、ICの入力はESD保護デバイスを介して接地され、ESDがグランドに逃げるようになります。通常の駆動電圧（数ボルト）では、ICはグランドから分離されているため、データ通信が損なわれることはありません。数千ボルトの電圧が印加されるとICは接地され、数ボルトの電圧が印加されるとICは接地から分離されます。これはESD保護デバイスに必要な機能です。
ESD保護デバイスは、必要な機能を実現するために、動作原理や原材料の点でそれぞれ異なります。EDS保護装置は、シリコンやポリマーを原料とするセラミックベース型と半導体ベース型に大別されます。セラミックベースタイプは、電圧依存可変抵抗器を採用したバリスタタイプと電極間放電抑制タイプの2種類に分けられます。半導体ベースの種類には、ツェナー（定電圧）ダイオード方式と電界効果トランジスタ方式があります。
村田製作所はESD保護デバイスの製造を専門とし、セラミックベースと半導体ベースの両方のESD保護デバイスを提供しています。これらには、電極間放電技術を用いたセラミックベース型をベースにしたLXES Aシリーズと、ツェナー（定電圧）ダイオード型と電界効果トランジスタ方式を用いた半導体ベース型をベースにしたLXES Tシリーズがあります。
村田製作所が提供するESD保護デバイスは、「電極間放電方式」と呼ばれる仕組みを採用しています。本製品は内部電極が両方向に対向する構造となっております。通常、電極は絶縁されていますが、高電圧が印加されると内部電極間で放電が発生し、電流が地面に流れます。
半導体ベースのESD保護デバイスは、ツェナーダイオード方式と呼ばれる仕組みを採用しています。ツェナーダイオードは、P型半導体（電子が不足している状態）とN型半導体（電子が過剰である状態）の組み合わせで構成されています。シリコンベースのESD保護デバイスは、このダイオードの技術を利用して、ブレークダウン電圧を超える過電圧 (ESD) が印加されたときに電流をグランドに流します。
日常生活で使用される電子・電気機器に限定しても、ESD保護デバイスが使用される場所の範囲は多岐にわたります。さらに、適切なESD対策を採用することで、デバイスの安定したパフォーマンスが実現します。村田製作所のESD保護デバイスは、高い性能と信頼性を誇ります。さまざまな機器や用途にご利用いただける製品を豊富にラインナップしております。
村田製作所は、高速通信用特殊デバイス、超小型デバイス、ノイズフィルタを内蔵した製品など、幅広いESD保護デバイスを製造しています。これらのデバイスは、バリスタ、ツェナー ダイオード (TVS)、サプレッサーの置き換えにも使用できます。製品ラインには、セラミック製のLXES Aシリーズ、シリコン製のLXES TシリーズESD保護デバイス、ESD保護デバイスとコモンモードチョークコイルを統合したLXES Dシリーズがあり、お客様に多様な選択肢を提供できます。