防护中一直扮演着重要角色。即便现在二极管依然在ESD防护中发挥着重要的作用。这期就讲一下二极管在ESD防护中的作用。在ESD防护中所应用的二极管分为两种：一种为二极管器件，一种为寄生二极管。这一期先讲一下二极管器件。
早期工艺都是使用单个反偏二极管作为ESD防护器件。但是这种设计方法只适用于大线宽工艺。随着工艺的进步，现阶段的ESD防护策略已经不建议二极管反偏击穿泄放ESD电流，因为现在的工艺下需要更大面积才能避免二极管发生热击穿。（随着线宽的减小热击穿与雪崩击穿的界限也愈加模糊）一.端口的ESD防护现阶段二极管通常与GCNMOS一起构成ESD防护网络，二极管应用于端口，GCNMOS作为Power Clamp，具体电路如下图所示。
图一.二极管+GCNMOS ESD网络工作原理图。 整个ESD网络的工作原理如图所示，整个网络中，二极管都工作在正向导通的情况下。通过二极管将IO端口的ESD泄放到VDD-Rail上，亦或是将GND-Rail上的ESD电路泄放到IO。当ESD电流进入VDD-Rail，RC触发单元开启NMOS沟道，形成泄放通路。（Power Clamp 只能被VDD-Rail上的ESD触发开启，具体细节可看前几期浅谈GCNMOS ）如下图所示，笔者还见过另外一种ESD网络。
图二.二极管+GGNMOS ESD网络工作原理图。 图一的ESD网络属于频率触发机制，而该ESD网络属于电压触发机制。端口到GND的泄放路径的Trigger Voltage为正偏二极管+ GGNMOS，这种设计会提升ESD网络的Trigger Voltage。通常用于多电压域共地电路，如果多电压域采用GCNMOS作为Power Clamp，那么每个电压域都需要一个RC触发电路，面积不划算。二.Gate Clamp还可以用二极管实现Gate Clamp 技术。该技术简而言之就是使用二极管将MOS管的源/漏与栅端进行连接，利用二极管的钳位特性保护易出现失效的MOS管。
图四.LDO中Gate Clamp的应用。 另外笔者也对中LDO的功率管设计过Gate Clamp技术，因为使用场景中VDD上会存在浪涌，为保护LDO的功率管，在PMOS的源端与栅端连接了二极管串。经过控制二极管的数量，确保正常工作时VDD与误差放大器的压差无法开启Gate Clamp。当VDD发生浪涌时，通过Gate Clamp钳住功率管的VGS，起到保护的作用。（这个方案后续作废了，这里只是为从ESD保护的角度为读者提供思路，便于理解。）三.二极管串二极管串也可当作Power Clamp，如图所示。
使用二极管串作为Power Clamp的工作原理与Gate Clamp类似，通过调整二极管的数量，控制二极管串的开启电压位于Design Window内。但是这种设计目前有两个弊端：
1.二极管是典型的Non-Snap-Back器件，其开启后IV特性还会表现出一定斜率，所以其防护性能不如GGNMOS等Snap-Back型器件。
2.二极管串与衬底间存在寄生三极管，会构成达林顿组态，因此导致开启电压的逐步降低。为了保持充足高的开启电压，需要串联更多的二极管，但是更多的二极管又会增强达林顿组态。所以二极管串作为Power Clamp的设计并不多见。
图八.Locos-Bound diode与Polysilicon-Bound diode电场分布图。 无论Locoss-Bound diode还是STI-Bound diode都会因为氧化物隔离而在有源区边缘引入应力，从而造成晶格适配形成势垒，使得电场在有源区与隔离的接触面更为集中。另一方面氧化物隔离的存在会使得电场线分布更加密集。反之，Polysilicon-Bound diode 整个N-Well较为均匀，晶格缺陷与位错较少。电场分布均匀，且电场线在有源区边缘也较为均匀。这使得Polysilicon-Bound diode具有均匀的电场分布和更加优秀的载流子迁移率。更为直观解释便是Polysilicon-Bound diode的载流子迁移路径更短（不需要绕过氧化物隔离），阱电阻更低，所以过电流能力强，开启电阻低。但是相对的，Polysilicon-Bound diode的击穿电压会略低于Locos-Bound diode（从数据上看差距并不明显）。
同时得益于器件内异质结电容的减少（异质结容值较小，只对ps级别的CDM放电产生一定的影响），Polysilicon-Bound diode表现出更优异的CDM防护性能。如图所示，Polysilicon-Bound diode在VFTLP下的过冲电压远低于Locos-Bound diode，同时其对高频CDM拥有非常良好的开启时间。
图十.Polysilicon-Bound diode在VFTLP不同上升脉冲下的过冲电压与开启时间。针对CDM放电，开启时间的重要性远大于泄电流能力。所以Polysilicon-Bound diode针对CDM放电具有更加优异的表现。目前笔者所接触的国产工艺中还没见过Fab提供Polysilicon-Bound diode的标准单元，可能SMIC的先进工艺会提供该二极管的pdk。相较于SCR作者觉得这种二极管推广难度更低，也确实能在某些特定的程度上提高ESD性能。
Paul Blanchard 和 Brian Pelletier摘要当放大器发生外部过压状况时，
时还能不受干扰地运作，至于要多低的箝制电压才够，则要看系统的噪声免疫能力而定。
，防止因摩擦产生的静电放电干扰到正常工作电路的运行，防患于未然，起到增强电路
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呢，可能有不少朋友都不太认识，但我相信大多数的电子科技类产品工程师们还是了解的，
优势、选型总结说明 /
该如何选型? /
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拆解小米AI音箱和京东叮咚mini2，对比内部的做工和设计谁更优秀.#硬核拆解