ESD防护与电路设计经验

《ESD防护与电路设计经验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、ESDESD防护与电路设计防护与电路设计陶显芳2013.04.101静电的产生与防护GB/T17626.2IEC61000-4-22静电的产生物体A物体A接点电位差物体B物体B
两种不同性质的物体接触在一起，因原子外层电子的能级不同，在其接触的界面处就会产生接点电位差，并产生势垒电荷；当把接触在一起的两种物体进行分离时，两个物体都会带电，这种带电称为静电。由于绝缘体中被极化带电的分子来不及中和，所以绝缘体带电要比导体严重。
带电物体通过电场的作用，会对其周边的物体产生感应，使周边物体产生极化带电；在电场不断产生变化的时候，如果极化带电变化的速度跟不上电

2、场变化的速度，物体就会产生分离带电，即：一个带正电，另一个带负电。很多高分子绝缘材料，其极化带电变化的速度比较慢，所以很容易感应带电，因此，当两种不同性质的高分子绝缘体互相接触后再分离，其带电比其它物质严重，经过多次互相摩擦（位移）后，感应产生的电荷就会积累得越来越多，电位也越来越高。3静电抗扰度试验的目的
在天气比较干燥的冬天，通过皮鞋与地毯摩擦，或不同材料的衣服互相摩擦，人体很容易会带上静电，其电压最高可达15kV。如果人体带上这个高压静电之后，再触摸一些敏感电子设备，这些电子设备中的敏感元器件就很容易被击穿损坏。右图是电子产品静电抗扰度试验室的设

3、备配置图，静电抗扰度试验主要就是模拟人体带电（静电）对电子产品的影响或损伤。
静电抗扰度试验一般都称为ESD（Electro-Static–discharge，静电释放）。4GB/T17626.2GB/T17626.2简介GB/T17626.2简介K50~10M330Ω
静电抗扰度试验的国家标准为GB/T17626.2（等同国际标准放电头IEC61000-4-2）。其针对的是在低湿放电开关正负直流度的环境下，由于人体摩擦带电，带高压电源150p了电的人体在与设备接触过程中可能放电回路连接点会对设备放电。
静电试验方法有直接和间接放电两（a）种。直接放电

4、以接触放电为首选，只有在不能用接触放电的地方才改用气图1隙放电。
静电放电可能造成的后果是：（1）通过对设备进行直接放电，会引起设备中半导体器件的损坏，从而造成设备永久性失效；（2）直接放电或间接放电，引起近场的电磁场变化，通过电磁感应会造成设备的误动作。5（b）静电抗扰度试验要点
静电抗扰度试验的关键设备是静电放电枪，右图是静电放电枪的工作原理图，试验时，150P电容被充上2000V以上的电压（模仿人体带电），然后通过探头与被测设备的外壳，输入、输出接口，直接触或部分接触进行放电；或通过探头与被测设备内部电路的分布电容，以及被测设备与地之间的电容产生

5、静电感应，使设备中的敏感元器件感应带电；或通过对被测设备周边的导体进行放电所产生的高频电磁场对被测设备的干扰，以此方法来检测设备对静电放电或静电感应的承受能力。6静电抗扰度试验详解图2直接放电工作原理图
上图，A为静电敏感器件，对电子设备进行ESD防护测试就是用一个充了电的电容（模拟人体带电），通过一个探头对设备的接口直接放电，或通过探头与敏感器件之间的分布电容，使敏感器件感应带电，观察电子设备是否被静电击穿损坏，或工作是否正常，以检查电子设备对静电放电的承受能力。
ESD测试电压对不同性能的产品要求各不相同，一般要求分为：2000V、4000V、60

6、00V、8000V等。但有些特殊设备根据用户要求，ESD测试电压可高达30KV。7静电抗扰度试验详解50M330敏感器件C03KAUt150pC01e3接口保护电路A对ESD间接放电防护的最有R1R2效方法是减小E1、E2、E3C1TVSe2感应电动势回路的面积及耦合系数，并在敏感器件的每C02R3e1C03个输入端和输出端就近接一个电阻或小电容。图3间接放电工作原理图8电场感应与电容带电物体本质上就相当于一个充了电的电容，在它的周围会产生电场，并使周围的导体感应带电。电容C就相当与两个带电物体互相产生电场感应的系数（耦合系数），减小耦合系数主要是减少

7、两带电物图4两带电体之间的耦合系数体的距离或面积。9电场感应干扰的等效电路Cm——耦合系数C+CU2m2CmU1C+C2m图51w=
想减小两电路之间电场相互干扰，最好的方tR(C+C)22m法是减小电路之间的耦合系数，即减小两电路之间的耦合电容，也就是尽量减小带电导体的面积，及远离其它电路，或降低工作频率，两根互相干扰的导体尽量不要互相平行。10磁场感应干扰的等效电路K——耦合系数M——互感MdiK=1e=LLL11图612dt
想减小两电路之间磁场相互干扰，最好的方法是减小电didi路之间的耦合系数K，即减小两电路之间的互感M，尽量e=-M1=-L

8、222减小两电流回路的面积，及远离其它电路，或降低工作频dtdt率，两根互相干扰的导体尽量不要