在电子产品设计中，MDD辰达半导体的静电防护二极管 是最常见的防护元件之一。它的主要作用是在静电或浪涌冲击到来时，快速导通，将高能量泄放到地，从而保护芯片的敏感端口。然而，在实际应用中，工程师常常会遇到这样的问题：ESD 管并没有像预期那样“长期稳定地保护”，反而出现了 短路失效。这不仅会导致接口异常，还可能让整机掉电或过热。为什么会出现这种情况呢？

一、ESD 管的工作机理
ESD 二极管在正常工作时处于反向截止状态，不会影响信号传输。当外部有瞬态高压冲击（如 IEC61000-4-2 静电放电）时，二极管会瞬间击穿导通，把电流引导到地，并在应力消失后恢复截止。
但如果应力超过器件设计极限，就可能导致 永久性损伤，其中一种常见表现就是 短路失效。

二、短路失效的根本原因
浪涌能量过大
ESD 管本质是小体积的硅器件，能量承受能力有限。
当浪涌电流过大（如雷击、IEC61000-4-5 浪涌测试），器件内部 PN 结会因过热而烧毁，硅片熔化后在阳极和阴极之间形成低阻导通通路，表现为短路。
多次冲击累积效应
即使单次应力没有击穿器件，多次 ESD 冲击也会逐渐损伤 PN 结。
界面缺陷、金属迁移、热点效应都会在反复冲击后积累，最终导致局部击穿，短路失效。
电源口/信号口的浪涌与 ESD 混淆
有些设计只考虑了 ESD 防护，但忽略了电源线和长线接口的浪涌。
当 ESD 管误用在电源口时，它可能承受远大于 IEC61000-4-2 的能量，结果不可避免会短路烧毁。
PCB 布局不合理
ESD 管如果没有靠近接口放置，回流路径变长，瞬态电压在器件两端叠加，容易超过耐受范围。
同时，过细的走线或过长的地回路会使电流集中在 ESD 管上，增加烧毁风险。
选型不当
部分工程师在高速接口上为了降低电容，选用了超低电容的 ESD 管，但这种器件的通流能力较弱。
如果应用场景既有高速信号又可能有浪涌，就需要在低电容与高通流之间做权衡，否则容易发生短路失效。

三、短路失效的典型现象
测试接口时发现对地阻值很低；
上电后电源电流异常增大；
信号端口功能丧失，严重时直接烧毁主控芯片。
这些现象往往发生在设备经过 ESD 测试、现场雷击或用户环境下频繁插拔后。

四、如何避免 ESD 管短路失效
区分防护等级：
对于电源口、长线接口（RJ45、Type-C、DC IN），不要仅依赖 ESD 管，必须考虑 TVS 管、GDT、压敏电阻等更高能量防护器件。
合理选型：
高速接口 → 低电容 ESD 管，但需评估系统的浪涌风险；
电源口/IO 口 → 选通流能力更强的型号。
优化 PCB 布局：
ESD 管必须紧贴接口 PIN 脚，地线要短且粗，避免电感效应。
分级防护：
在前级使用 TVS/GDT 承受大能量，ESD 管仅做快速钳位。这样可显著降低短路风险。
注意认证要求：
如果要同时满足 IEC61000-4-2（ESD）和 IEC61000-4-5（浪涌），必须使用针对浪涌优化的器件，而不是单一 ESD 管。


MDD ESD 二极管的短路失效，本质上是 能量超标或应用不当 导致的。由于其本身是小功率瞬态防护器件，如果直接承受大浪涌，就不可避免会损坏。作为 FAE，我们在支持客户时，通常会强调：ESD 管只能解决 ESD 问题，不能单独承担所有浪涌防护。正确的做法是结合接口特性，采用多级防护和合理布局，才能在保证信号完整性的同时，避免因短路失效带来更严重的系统故障。