ESD是Electro Static Discharge英文的縮寫，中文含義即靜電放電：處于不同電位的兩個物體之間，由于直接接觸或靜電場感應導緻的電荷傳輸（轉移）。可見，靜電與靜電放電（ESD）是完全不同的物理概念或物理過程。一個是“靜”，一個是“動”。 伴随着靜電放電，往往有電量的轉移、電流的産生和電磁場輻射。

靜電是物體表面過剩或不足的靜止電荷。

1.靜電是一種電能，它留存物體表面。

靜電是正電荷 和負電荷在局部範圍内失去平衡的結果；

靜電是通過電子或離子轉移而形成的。

2.靜電現象是電荷的産生和消失的過程中産生的電現象的總稱。

Q M D=ESD

● Q：一定積累的靜電荷。

● M：放電途徑，如金屬接觸、對地或低阻的洩放途徑。

● D：靜電敏感器件。

電子圍繞原子核運動，一有外力即脫離軌道，離開原來的原子而侵入其他的原子。

外力包含各種能量， 如動能，位能，熱能，化學能，電磁能等。

A原子因缺少電子數而帶有正電現象， 稱為陽離子。

B原子因增加電子數而帶有負電現象， 稱為陰離子。

1.靜電吸附灰塵，降低元件絕緣電阻（縮短壽命）。

2.靜電放電破壞，使元件受損不能正常工作：靜電放電時當放電電流過大（瞬時大電流可達幾十A）， 産生過高熱能， 将會擊穿元件。

三種擊穿現象：

● 熱擊穿：P-N破壞；

● 介電擊穿： 氧化層的破壞；

● 金屬汽化： 金屬線被汽化而開路。

3.靜電放電輻射的電磁場幅度很大（可達幾百V/m）頻譜極寬（從幾十兆到幾千兆），對電子産品造成幹擾甚至損壞。

目前IEC 61000-4-2看作是 ESD 測試的事實标準。我國的國家标準（GB/T 17626.2-1998）等同于IEC 61000-4-2。

常用消費類的測試采用接觸4KV和空氣8KV，某些高标準行業如車載類，會采用8KV和空氣15KV。

1.并聯放電器件

常用的放電器件有TVS，齊納二極管，壓敏電阻，氣體放電管等。

齊納二極管（Zener Diodes） ：利用齊納二極管的反向擊穿特性可以保護ESD敏感器件。但是齊納二極管通常有幾十 pF 的電容，這對于高速信号（例如 500MHz）而言，會引起信号畸變。齊納二極管對電源上的浪湧也有很好的吸收作用。

瞬變電壓消除器TVS（Transient Voltage Suppressor）：TVS 是一種固态二極管，專門用于防止 ESD 瞬态電壓破壞敏感的半導體器件。與傳統的齊納二極管相比， TVS 二極管 P/N 結面積更大，這一結構上的改進使 TVS 具有更強的高壓承受能力，同時也降低了電壓截止率，因而對于保護手持設備低工作電壓回路的安全具有更好效果。

TVS二極管的瞬态功率和瞬态電流性能與結的面積成正比。該二極管的結具有較大的截面積，可以處理閃電和 ESD所引起的高瞬态電流。TVS也會有結電容，通常0.3個pF到幾十個pF。TVS有單極性的和雙極性的，使用時要注意。

壓敏電阻：壓敏電阻也可以進行有效的瞬時高壓沖擊抑制，此類器件具有非線性電壓- 電流 （ 阻抗表現 ） 關系，截止電壓可達最初中止電壓的 2 ～ 3倍。這種特性适合用于對電壓不太敏感的線路和器件的靜電或浪湧保護，如電源回路，按鍵輸入端等。壓敏電阻價格比TVS低不少，但是防護效果沒有TVS好，且壓敏電阻有壽命老化。

2.串聯阻抗

一般可以通過串聯電阻或者磁珠來限制ESD放電電流，達到防靜電的目的。如圖。如手機的高輸入阻抗的端口可以串1K歐電阻來防護，如ADC，輸入的GPIO，按鍵等。

3.增加濾波網絡

用濾波器濾掉主要的能量也能達到靜電防護的目的。

對于低頻信号，如GPIO輸入，ADC，音頻輸入可以用1k 1000PF的電容來做靜電防護，成本可以忽略，性能不比壓敏電阻差，如果用1K 50PF的壓敏電阻（下面講的複合防護措施），效果更好，經驗證明這樣防護效果有時超過TVS。

對于射頻天線的微波信号，如果用TVS管，壓敏等容性器件來做靜電防護，射頻信号會被衰減，因此要求TVS的電容很低，這樣增加ESD措施的成本。對于微波信号可以對地并聯一個幾十nH的電感來為靜電提供一個放電通道，對微波信号幾乎沒有影響，對于900MHZ和1800MHz的手機經常用22nH的電感。這樣能把靜電主要能量頻譜上的能量吸收掉很多。

4.多層闆進行ESD防護

當資金允許的情況下，選擇多層闆也是一種有效防止ESD的一種手段。在多層闆中，由于有了一個完整的地平面靠近走線，這樣可以使ESD更加快捷的耦合到低阻抗平面上，進而保護關鍵信号的作用。

5.電路闆外圍留保護帶

這種方法通常是在電路闆周圍畫出不加組焊層的走線。在條件允許的情況下将該走線連接至外殼，同時要注意該走線不能構成一個封閉的環，以免形成環形天線而引入更大的麻煩。

總之ESD雖然可怕，甚至會帶來嚴重後果，但是，隻要保護好電路上電源和信号線，那麼就能有效的防止ESD的電流流入PCB中。以上内容供大家參考，希望能給您帶來幫助。

到這裡，關于《關于ESD的常識及防護》已經說完了，該内容是雲漢芯城小編通過網絡搜集資料整理而成，如果你還想了解更多關于電子元器件的相關知識及電子元器件行業實時市場信息，敬請關注微信公衆号 【雲漢芯城】

（素材來自網絡，由雲漢芯城小編搜集網絡資料編輯整理，如有問題請聯系處理！）

,

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!

查看全部