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文章詳情
ESD的危害
日期：2025-06-08 03:05
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摘要：
ESD的危害
ESD，即靜電放電（Electrostatic Discharge）。兩個(gè)具有不同靜電電位的物體，由于直接接觸或靜電場感應(yīng)引起兩物體間的靜電電荷的轉(zhuǎn)移。靜電電場的能量達(dá)到一定程度后，擊穿其間介質(zhì)而進(jìn)行放電的現(xiàn)象就是靜電放電。
ESD的產(chǎn)生：
（1）摩擦：在日常生活中，任何兩個(gè)不同材質(zhì)的物體接觸后再分離，即可產(chǎn)生靜電，而產(chǎn)生靜電的*普通方法，就是摩擦生電。材料的絕緣性越好，越容易是使用摩擦生電。另外，任何兩種不同物質(zhì)的物體接觸后再分離，也能產(chǎn)生靜電。
（2）感應(yīng)：針對(duì)導(dǎo)電材料而言，因電子能在它的表面自由流動(dòng)，如將其置于一電場中，由于同性相斥，異性相吸，正負(fù)離子就會(huì)轉(zhuǎn)移。
（3）傳導(dǎo)：針對(duì)導(dǎo)電材料而言，因電子能在它的表面自由流動(dòng)，如與帶電物體接觸，將發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移。
ESD基本上可以分為三種類型，一是各種機(jī)器引起的ESD，二是家俱移動(dòng)或設(shè)備移動(dòng)引起的ESD，三是。這三種ESD對(duì)于半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)和電子產(chǎn)品的生產(chǎn)都非常重要。電子產(chǎn)品在使用過程*容易受到人體接觸或設(shè)備移動(dòng)引起的ESD的損壞，便攜式電子產(chǎn)品尤其容易受到人體接觸產(chǎn)生的ESD的損壞。在一般情況下ESD會(huì)損壞與之相連的接口器件，另一種情況是遭受ESD沖擊后的器件可能不會(huì)立即損壞，而是性能下降導(dǎo)致產(chǎn)品過早出現(xiàn)故障。
當(dāng)集成電路（IC）經(jīng)受ESD時(shí)，放電回路的電阻通常都很小，無法限制放電電流。例如將帶靜電的電纜插到電路接口上時(shí)，放電回路的電阻幾乎為零，造成高達(dá)數(shù)十安培的瞬間放電尖峰電流，流入相應(yīng)的IC管腳。瞬間大電流會(huì)嚴(yán)重?fù)p傷IC，局部發(fā)熱的熱量甚至?xí)诨杵苄?。ESD對(duì)IC的損傷還包括內(nèi)部金屬連接被燒斷，鈍化層受到破壞，晶體管單元被燒壞。
ESD還會(huì)引起IC的死鎖（LATCHUP）。這種效應(yīng)和CMOS器件內(nèi)部的類似可控硅的結(jié)構(gòu)單元被激活有關(guān)。高電壓可激活這些結(jié)構(gòu)，形成大電流信道，一般是從VCC到地。串行接口器件的死鎖電流可高達(dá)1A。死鎖電流會(huì)一直保持，直到器件被斷電。不過到那時(shí)，IC通常早已因過熱而燒毀了。
ESD沖擊后可能存在兩個(gè)不易被發(fā)現(xiàn)的問題，一般用戶和IEC測(cè)試機(jī)構(gòu)使用傳統(tǒng)的“環(huán)路反饋方法”和“插入方法”進(jìn)行測(cè)試，通常檢測(cè)不出這兩個(gè)問題。
一個(gè)問題是RS-232接口電路中接收器對(duì)發(fā)送器產(chǎn)生交叉串?dāng)_。同類產(chǎn)品RS-232接口電路中的ESD保護(hù)結(jié)構(gòu)可能對(duì)某種波形的ESD或某個(gè)ESD沖擊電壓失效，經(jīng)過ESD沖擊后在接收器輸入端和發(fā)送器輸出端之間形成通路，從而導(dǎo)致接收器對(duì)發(fā)送器產(chǎn)生交調(diào)。如果RS-232接口電路中有關(guān)斷電路，那么關(guān)斷期間經(jīng)過ESD沖擊后更容易產(chǎn)生交調(diào)。產(chǎn)生交調(diào)后將導(dǎo)致通信失敗，而且即使關(guān)斷工作狀態(tài)下發(fā)送器仍有輸出，導(dǎo)致關(guān)斷失效，使對(duì)方RS-232處在接收狀態(tài)。
另一個(gè)問題是RS-232接口電路對(duì)電源產(chǎn)生反向驅(qū)動(dòng)。某些RS-232接口電路中的ESD保護(hù)結(jié)構(gòu)經(jīng)過ESD沖擊后可能在輸入端與供電電源VCC之間形成電流通路，對(duì)供電電源產(chǎn)生反向驅(qū)動(dòng)。如果供電電源沒有吸入電流的能力（通常來講電源輸出回路里有一個(gè)正向二極管），這將導(dǎo)致電源電壓VCC上升，從而損壞RS-232接口電路和系統(tǒng)內(nèi)的其它電路。因?yàn)镽S-232接口電路輸入端的電壓在5V到25V之間，使VCC有可能高于9V，超出電源電壓的*大范圍而燒壞電路。
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