电路板设计人员通常使用TVS二极管阵列来为以太网端口提供保护。
在许多情况下，设计人员为了保持设备的可靠性，主要针对四种主要的威胁而采取保护：雷电感应浪涌、ESD(即静电放电)、EFT(即电气快速瞬变)和CDE(即电缆放电事件)。了解这些事件的性质和“方向性”，将有助于指导设计人员如何最好地对以太网端口进行保护、更重要的是，器件的引脚连接将如何影响系统的性能。
后面提到的信息会参考到图1，以更好地说明一些要点。
图1:使用TVS二极管阵列为以太网介面提供二阶段式防雷保护。
雷电感应浪涌
根据所遵循的标准或规则，雷击浪涌可以是差模或是具有不同波形的共模。在差模中，测试设备的正极端子和负极端子之间连接着两个导体或引脚(即J1和J2)，因此在RJ-45端口上进入的能量只在这两个导体之间出现(见图2)。该能量将在线路侧的保护器件(这里显示的是Littelfuse的SP03系列硅保护阵列)上消散，但部分能量也会传递到变压器，在变压器的驱动端上、或如这个例子所示的Tx+和Tx-数据线之间造成差模事件。
对于共模测试，个别导体或数据线自身将就GND进行测试。测试设备的正极端将连接到所有导体或引脚(即J1、J2、J3和J6)，负极端连接到GND(见图2)。在这种情况下，假设线路阻抗紧密匹配，在SP03器件上消散的能量将是非常少量的。大部分的能量将通过变压器的磁性材料而电容性耦合至变压器的驱动端，变为以太网PHY的共模事件。
静电放电(ESD)
评估设备的ESD抗扰性(按照IEC 61000-4-2标准)可以通过接触或空气放电进行。注入ESD有多种方法，但是在所有情况下，由于释放的能量关系到GND，ESD脉冲在电路上是以共模事件出现的。
电气快速瞬变(EFT)
检查设备的EFT抗扰性(按照IEC 61000-4-4标准)与对共模雷击浪涌所做的测试非常相似。在图3所示的比较典型的配置中，所有导体(或引脚)均是电容性耦合至测试发生器的正极端，且对于GND显示“激增”。如果数据线均衡良好，在组对之间将不会有差分能量，但是变压器的耦合电容会再次将共模能量转移到驱动端，即使是以较低的水平。
电缆放电事件(CDE)
CDE是一种应该与静电放电(ESD)加以区分、并作单独考虑的现象。双绞电缆的特点和其环境的知识在了解CDE上起着重要的作用。频繁变化的电缆环境还增加了在防止CDE损害上的挑战。系统设计人员通过良好的布局做法和精心的元件选择可以最大限度地进行CDE保护。IEE E 802.3标准规定了2250 VDC和1500 VAC的隔离电压，以防止可能由产生自CDE事件的高电压导致的连接器故障。为了防止在这些事件中的电弧作用，这些隔离要求适用于RJ-45连接器，以及隔离变压器。为了防止电路板上的介电故障和火花产生，线路侧印刷电路板和地面应该在走线之间有足够的爬电距离和间隙。实验室测试结果显示，要承受2000V的瞬态电压，FR4电路板迹线间距应该有至少250密尔的分隔距离。UTP电缆放电事件所产生的电压可高达几千伏，并具有极大的破坏性。电荷累积主要源自于两方面：摩擦电(摩擦)效应和电磁感应效应。
图3：以太网介面的典型EFT测试设置(仅用于快速以太网)。
在尼龙地毯上拉一条PVC包覆的CAT5 UTP电缆，会导致在电缆上的电荷积聚，从而产生这些效应。同样，在从导线管拉出电缆或在其他网络电缆上拖拉电缆时也会产生电荷积聚。这种电荷积聚与脚擦过地毯的类似。电荷积聚仅当电缆未连接以及电荷未能得到及时耗散时发生(即电缆的两端都没有插入系统)。此外，要造成实质性损害，累积的电荷还需要得到保存。新的CAT5和CAT6电缆具有非常低的介电泄漏，且倾向于长时间留存电荷。在相对湿度低的环境下，电荷留存时间会增加。当带电的UTP电缆插入到RJ-45网络端口时，有多种可能的放电路径。瞬态电流经由的是最低电感路径，这条路径可能是在RJ-45连接器上、印刷电路板(PCB)的两个迹线之间、变压器中、通过鲍勃史密斯AC终端、或通过硅器件。取决于电缆的长度，累积的电荷可能是一个典型ESD模型电荷的几百倍。
