中心论题：
- 研究电子元器件的拓扑变化
- 研究布线问题
解决方案：
- 保护简单低速的单端输入/输出（I/O）线，开发利用拓扑结构
- 减少抑制器轨道数量
- 信号回路规模最小化
迄今为止，此系列文章已经报道了ESD破坏机理、冲击源模型和防护装置，主要集中讨论了具有高速度和低阈值电压的瞬态电压抑制（TVS）二极管。本篇是该主题的最后一部分，将重点关注应用方面，并针对一些案例，提供特殊应用电路保护方案。
实际上，所有ESD测试标准都涉及了冲击源模型，例如人体、机器或充电器件。这些模型精确地解释了测试源的导电特性。最新的测试标准如普遍应用的IEC-61000-4-2，详述了冲击波形，进一步将测试源简化成测试源变量参数，为研究和评估各种高速瞬态缓解办法提供了关键信息。
需要注意的是，除了需关注ESD保护，仍有大量瞬态电压过载的非ESD源需要防护。因此，不但要明确产品将必须应对这些冲击源，而且要确保ESD防护足以应对这些冲击源。如果不能应对，则需要在能防护多种危险的单一装置和多个防护装置之间寻找折中办法。
拓扑变化
各种电子元器件中，半导体对超负荷电压最为敏感。因此通常情况下，集成电路（IC）引脚会连接到某种防护元件，该元件大多数情况都是制造商焊垫设计中的必要组成部分。焊垫指IC的金属化，即后端处理装置或者连接与焊接框架或类似结构相连的电线，或者连接与电路板（PCB）或其他基座上的铜片直接相连的焊锡球。焊垫设计包括焊接区域和一个或多个保护装置的金属化外形，由焊垫用途决定焊垫的类型和数目。
例如，与信号输入相关的IC焊垫的特点是齐纳二极管和结型钳位二极管连接供电轨（图1a），或者两段式齐纳钳位二级管连接地面（图1b）。多供电轨的IC需要使用轨道夹钳阻止轨道在高速电流瞬变时扩散。
在任何情况下，IC供应商在产品里设计的保护装置总是有限的。在设计良好、使用正常的情况下，它们作为次要的防护装置效果十分显著；但是，当它们作为瞬态电压事件的主要防护装置时，由于离瞬态切入点距离远、并且规模有限，它们的防护效果就十分不理想。尤其对于在使用时难以控制的便携设备来说，情况更是如此。
设计时，可以保护简单低速的单端输入/输出（I/O）线，开发利用类似于IC制造商使用的拓扑结构。实际上，如果选择了更有效的抑制器，并且将其放置在离瞬态切入点尽可能近的位置，产品的瞬态承受能力将会大大地提高。如果输入/输出线需要低阻抗回路，可以简单地使单一的TVS二极管邻近信号的外部连接器（图2a）。这个处理方法会使外部和芯片上的二极管共享电流。
如果产品要在输入/输出线中承受某些额外阻抗（如在单端逻辑输入时经常出现的情况），可以通过在外部夹钳和IC引脚之间增加一个电阻器，使外部和芯片上二极管之间的电流有助于外部防护（图2b）。一些TVS二极管供应商在单一小型组件包里提供两个结型二极管和一个TVS夹钳，进一步减少组件数目、降低装配成本，避免互连偏离。这些组件包同样适用于多轨道情况——单一的组件包为几条普通供电轨提供保护（图3）。
不同的输入/输出线（比如适用于USB2.0规格的），是这种组件包的众多受益者之一。与通常情况下连接外部设备或系统的信令方法一样，有效的USB 2.0端口保护设计应当包括一个共模扼流圈，以诱导的方式帮助过滤邻近线路中的耦合瞬态，这种瞬态倾向于与一对平衡线中的两条都连接。
USB 2.0端口的最大传输速率为480Mbps，要求保护装置基本不发生并联式的寄生电容效应。在这一点上USB 2.0与其它应用相同。TVS二极管供应商必须在峰值电流容量和寄生电容之间寻求元件分布的折中点。
断开状态（图5a）模型中的TVS二极管作为理想二极管有一个小的直流泄漏电流段和两个交流电段——电容总合为：
，其中，C是纯寄生电容、CT是TVS二极管的结点偏离、CP是元件偏离（图5b）。当供应商在制造、元件设计和封装能力上达到极限时，就会借助于复合设备，进一步减少抑制器的纯并联寄生段。
例如，如果某元件仅需要单向运行，抑制器制造商可以通过一系列TVS二极管和结型二极管形成低电容抑制器（图6a）。在断开状态下，这种结构的纯电容等于
，其中，CJ是结型二极管的断开状态电容（图6b）。如果发生瞬态时复合设备正在运行，结型二极管正向偏置。特定峰值电流的耗损比TVS二极管在雪崩模式下运行的耗损要少得多。结型二极管的结点区及其电容也更小。因此，结型二极管的电容可支配两个二极管的寄生串联，并且减少了复合设备的总体断路电容。
钳式结构（如图3）的优点之一是按正向传导能力大小进行排列的结型二极管是与输入/输出线相连，而更大电容的TVS二极管实际上是与供电线相连——在这种导电环境下，TVS的偏离电容是不起作用的。
对于需要双向保护的应用，两个TVS二极管可以串联运转——背靠背或者面对面，单独运作或者与结型钳位二极管共同运作。在所有串联复合设备中，受保护节点的纯电容负荷少于单一设备的纯电容负荷。
类似图1b中的片上二段夹钳结构也应用于外部夹钳，在相同设备中同时实现瞬态超电压防护和电磁干扰（EMI）过滤。这种布局是基本的π形网络，同时，TVS二极管的寄生电容有利于完成EMI过滤。电阻和感应网络均可直接利用，满足各种实体电路层对于信令的具体要求（图7）。抑制器供应商通常按照通信标准在选择器向导中对元件加以区分，确保适当的带宽和某些特性阻抗的应用。
布线
在设计接地系统时会涉及到电路拓扑和布线。与所有出现多重返回电流的系统一样，设计者希望阻止电流和返回路径阻抗发生交互作用，以避免出现串音、干扰或其他方面的信号质量下降。
在瞬态抑制电路中，多数供应商建议将TVS二极管及其关联网络实现底板接地，或者在绝缘的闭路系统中实现电力接地。抑制器元件应安装在尽可能接近切入点的地方，减少轨道数量，因为瞬态电流在并联到地面前会流经这些轨道。需使用短宽的走线使串联互连阻抗最小化。同样，如有可能，利用接地层，在离电源接入点尽可能近的中性点处把地面连接起来。
遵照高频布线的总体设计方针，除将走线阻抗减至最小外，信号回路的规模也要最小化，以减少EMI辐射。如果设计中的信号线需要阻抗控制流，需注意走线上的悬挂式抑制器将导致本地阻抗的不连续性，继而破坏信号的完整性。大多数抑制器制造商在提供用于阻抗控制的元件同时，也提供具体的布线指导。通过修改指定长度的走线外形，抑制器带来的并联阻抗就能得到弥补。最后，至少有一个制造商可以提供具有内部信号接口的阻抗控制元件，使所有的弥补在元件内完成。
