ESD的威胁机理
ESD可以在电荷累积和放电两个不同的阶段形成威胁。ESD可能会产生很严重的危害(
ESD测试仪模拟测试),比如说产生不可逆转的性能下降或损坏,也可能只是引起比较轻微的ESD感应错误,可以通过重新设置或重新启动系统进行修正(逻辑错误、数据丢失、程序运行发生变化等等),通常认为这种危害与能量或电压有关。主要的耦合机理是直接传导,通过第二级电弧传导、电容耦合以及电感耦合(磁场)。
一、由预放电电场引起的威胁
预放电的静电场可以通过比特反转、电荷的泄放以及绝缘介质的击穿等方式来影响固态电子电路。静电场还能吸引粉尘,这是制造过程中要特别注意的问题。
二、由放电电流引起的威胁
1、直接传导;
放电电流可以通过多种方式来损坏受扰设备,主要是对薄介质层的绝缘击穿以及由电流产生的热效应损坏。场效应器件特别敏感,如CMOS、ROM以及偶极器件。现在,大多数集成电路设计都具有ESD保护电路,用以对过高的电压进行钳位。保护输入的失效电压(也就是会导致损坏的电压)通常与由ESD产生的电流脉冲的上升时间密切相关,上升时间越快则对应的可能失效的电平就越低。因此,保护电路的反应速度是非常重要的。
2、二级放电
如果线路是浮地的或者没有共用一个地,则线路很容易受到二级电弧放电的影响。例如对一个机壳放电时,如果在地通道上有一个足够大的电感,则在机壳上会产生一个对地很高的电压,机壳内一块使用外部地的电路板将承受一个相对于机壳的很大的电位差。如果机壳和板间的距离很小,就会出现击穿现象,形成二级电弧放电。
三、由辐射场引起的威胁
由ESD引起的辐射场可以直接损坏敏感电路,或者通过在输入-输出电缆、开孔、缝、通风孔上产生激励而损坏电路。它还能产生一些有害的效应,如对示波器的误触发等等。ESD产生的频谱超过1GHZ,因此在保护设计中,最好的方法是确保受扰的设备只能作为一个效率很低的接收天线。从互易原理看,一个设计很好的设备同样也应该只能作为一个很差的发射天线。电场主要是在高阻抗天线和电压探测电路上耦合,如线性元件和信号线上。磁场则易被低阻抗天线和电路环耦合。而且磁场更容易穿透屏蔽壳体。对于电路设计人员来说,磁场耦合是一个很难解决的问题,因为很难识别电路板上非人为的换天线,
四、由引燃气体颗粒产生的威胁
值得重视的一点就是ESD不仅仅对电器产生危害,它还可以点燃气体或者颗粒材料,产生爆炸。因此,在危险的环境中,比如军事装配场所、石油供应商和用户、采矿工业等,是需要严格控制ESD的。
静电放电可能会引起电气、电子设备的电路发生故障,甚至损坏。泰思特静电放电模拟器是专门模拟静电放电的信号发生器,国际领导品牌,欢迎来电咨询订购。