為什麼要做靜電測試?
在各研發工程師成功研製出新電子產品之際，到量產之前都需先通過許多的測試項，其中以HBM與IEC61000-4-2的測試規範較廣為人知，而近年也陸續有品牌廠指定進行TLP測試(Transmission Line Pulse Test)。儘管測試方法有所不同，最終的目的都是為了確保電子產品的可靠度。出廠前經過較嚴格ESD測試把關的電子產品，其可以應用的範圍就較為廣泛。不論是處於較潮濕的國家，又或是身在乾燥寒冷容易產生靜電的地區，都不易受到環境的影響而使消費者的體驗上有所不同，如此一來也能增加消費者對品牌的信心。
HBM(元件)與IEC61000-4-2(系統)
HBM即為模擬人體對半導體元件的放電情形，放電模式與波形請參考: 做好靜電防護的重要性。目前業界IC出廠時大都已經通過HBM的測試。接著到系統組裝完成後則會進行IEC61000-4-2的系統層級ESD測試。IEC61000-4-2的ESD放電RC模型為150pF, 330Ω，而HBM則為 100pF, 1500Ω。由此可得知IEC61000-4-2的系統級測試擁有較大的充電電容，較小的放電電阻，也因此計算下來其測試電流會比HBM高出5倍左右。這也是即使IC出廠時已經通過HBM測試，到組裝成系統後卻仍需要額外的ESD保護元件(TVS)來協助通過IEC61000-4-2 測試的原因。
TLP測試(Transmission Line Pulse Test)
TLP測試與HBM及IEC61000-4-2皆是為了模擬ESD放電的情形。相較於ESD Gun測試只能得知是Pass還是Fail的測試結果，TLP測試會由低電流至高電流進行一次又一次的ESD放電模擬，並且於每次放電時同時量測待測物兩端的電壓與電流，測試所得之TLP特性圖能幫助我們更深入瞭解TVS在遭遇ESD時的I-V特性與箝制電壓(Clamping Voltage)。箝制電壓即為TVS在遭受ESD衝擊時測得的工作電壓，因此如果箝制電壓越小代表TVS越可能協助代測物通過ESD的測試。此外，可以更進一步比較主晶片與TVS的箝制電壓關係，如此將可以預測TVS是否能成功保護主晶片免於ESD能量的破壞，是ESD防護元件最具指標性的參數。
TLP測試能帶來什麼幫助?
對單體TVS而言，從做完TLP測試而得的圖形之中即可快速的找出在相對應的ESD電流之下，TVS的箝制電壓(Clamping Voltage)是多少。箝制電壓小的TVS代表保護效果更佳，系統越可能通過IEC61000-4-2的測試。因此TLP圖形能協助我們去推測TVS是否能滿足系統的ESD防護需求，以通過
IEC61000-4-2的靜電測試。
對系統產品而言，IEC61000-4-2的ESD Gun測試能很快得知其ESD耐受程度，而做TLP測試則能幫助我們深入找出失效點的電壓。我們可以對系統主晶片進行TLP測試，如此一來即可測得主晶片在ESD能量下的箝制電壓，藉此我們就能與TVS的TLP圖形來對應。針對主晶片的箝制電壓來挑選箝制電壓更低的TVS。這能幫助許多產品研發工程師在產品設計階段減少Try and Error的花費以及調整設計的時間成本。這也是近期眾多品牌廠紛紛導入TLP測試方式，來針對自家產品做ESD驗證的原因。
下圖是Notebook USB 3.1 Port With and Without TVS，TLP測量圖形對比
由此圖形可看出: 在系統I/O Port加上TVS之後，系統能在承受較高的ESD電流之下保有更低的箝制電壓。
TLP測試的實際案例
1) ESD測試Spec為對Desktop的Audio Port 做Contact Discharge 8kV
考慮中的3顆TVS元件的TLP圖如下:
TVS上件後，IEC61000-4-2 ESD實測結果如下:
從TVS箝制電壓的比較，也能幫助我們預測IEC61000-4-2的測試結果。
1) Notebook HDMI Port With and Without TVS，TLP測量圖形對比
由此圖也可看出當HDMI Port加上TVS後，系統TLP曲線會跟著TVS的曲線走，如此一來系統就能夠承受更高的ESD電流，同時也呈現更低的箝制電壓(Clamping Voltage)，表示ESD的耐受更佳，也成功通過ESD的測試。
TLP測試結果解析
當我們在系統上進行TLP測試的時候，我們時常發現若TVS的箝制電壓不夠低，會導致後方IC損毀而測試Fail，不過TVS卻是Pass的情形。這也說明了當我們在挑選TVS的時候，若考量到TVS的ESD保護能力，應首先注重箝制電壓(Clamping Voltage)要夠低，而非TVS單體的ESD耐受。如此一來就能避免受保護元件Fail，而TVS卻未受損的狀況，也失去了添加ESD防護元件的目的。搭配TLP特性圖來挑選適當的TVS元件，不僅能預防電路中較昂貴的主晶片遭到ESD破壞，同時能提高產品可靠度以減少量產後的客退返修機率，就能避免後續花更多成本來調整電路設計。