解决方案

*常用的静电放电三种模型


ESD:Electrostatic Discharge,即是静电放电,每个从事硬件设计和生产的工程师都必须掌握ESD的相关知识。为了定量表征ESD特性,一般将ESD转化成模型表达方式,ESD的模型有很多种,下面介绍*常用的静电放电三种模型。

*常用的静电放电三种模型之一:HBM:Human Body Model,人体模型:

该模型表征人体带电接触器件放电,Rb为等效人体电阻,Cb为等效人体电容。等效电路如下图。图中同时给出了器件 HBM模型的 ESD等级。


  ESD人体模型等效电路图及其ESD等级

*常用的静电放电三种模型之二:MM:Machine Model,机器模型:

机器模型的等效电路与人体模型相似,但等效电容(Cb)是200pF,等效电阻为0,机器模型与人体模型的差异较大,实际上机器的储电电容变化较大,但为了描述的统一,取200pF。由于机器模型放电时没有电阻,且储电电容大于人体模式,同等电压对器件的损害,机器模式远大于人体模型。


   ESD机器模型等效电路图及其ESD等级

*常用的静电放电三种模型之三:CDM:Charged Device Model,充电器件模型:

半导体器件主要采用三种封装型式(金属、陶瓷、塑料)。它们在装配、传递、试验、测试、运输及存贮过程中,由于管壳与其它绝缘材料(如包装用的塑料袋、传递用的塑料容器等)相互磨擦,就会使管壳带电。器件本身作为电容器的一个极板而存贮电荷。CDM模型就是基于已带电的器件通过管脚与地接触时,发生对地放电引起器件失效而建立的,器件带电模型如下:

   ESD充电器件模型等效电路图及其ESD等级

器件的ESD等级一般按以上*常用的静电放电三种模型测试,大部分ESD敏感器件手册上都有器件的ESD数据,一般给出的是HBM和MM。

通过器件的ESD数据可以了解器件的ESD特性,但要注意,器件的每个管脚的ESD特性差异较大,某些管脚的ESD电压会特别低,一般来说,高速端口,高阻输入端口,模拟端口ESD电压会比较低。

ESD防护是一项系统工程,需要各个环节实施**的控制,了解了*常用的静电放电三种模型,也就为我们把控ESD做好了充足的准备。


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