静电放电(Electro-Static Discharge, ESD)

静电你知道多少？这些触电的原理你了解吗？

静电，你并不陌生，想想摸个门把手，皮肤接触，烘干的衣服等产生的静电，那个疼能叫天，还能产生火花的祸害，无论春夏秋冬，只要条件满足，让你猝不及防。可这仅仅是对人体产生危害吗？No，No，No！

正文

定义

静电放电 (Electro-Static Discharge, ESD)，较大的电位差会产生火花或击穿，从而在电子元件或设备上产生高电压脉冲。我们经历过ESD中最典型的例子接触门把手被电的感觉。然而，许多静电放电低于人类感知的阈值，但可能对电子元件有害，例如，人类只能感受到 2000~4000V 电压的放电。相反，35V 电压足以破坏半导体元件。

静电放电简单原理：以触电为例，由于物体周围存在包裹其的负(-)电荷，而人体则有着包裹其的正(+)电荷, 异性相吸原理，负电荷移动到人体的同时，电流则以反方向往物体流动。但电流不是持续性，而是由静电放电造成的瞬间冲击性的电击。对人体的影响一般是痛感和震颤。

ESD 对人的伤害威胁很小，但少量的静电会损坏半导体。为了避免制造的设备出现这些故障，标准化的 ESD 测试是必须的。这些测试旨在尽可能多地重现导致 ESD 事件的情况，并根据测试模拟的 ESD 事件区分为不同的标准。这些标准会根据流经被测器件的电压量进一步分到灵敏度分类级别里。我们将对电敏器件的常见器件级别测试模型进行了解。

模型测试有三种

人体模型 (Human Body Model, HBM)
机械模型 (Machine Model, MM)
带电设备模型 (Charged Device Model, CDM) 前缀有Socket，就插座式CDM

如只是想了解规格书上 (接触静电放电等级) Contact ESD Level，看完下面等级分类图就行了。

人体模型测试

人体模型测试是最常用的方法。HBM 测试模拟了由人引起的放电，该人通过“将脚拖过地毯然后用指尖触摸组件”等方式积攒一些残余电荷储存进电容。该测试通过一个 100pF 电容器放电流经开关组件和 1.5 kW 串联电阻到元件中。

人体模型 - 敏感分级级别(分级与电压范围)

机械模型测试

MM 测试模拟设备与金属物品（如工具或松散的电缆）接触。MM 测试远不如 HBM 测试常见，因为电路模拟的情况更极端，发生的可能性更小。MM 测试的常见 ESD 模型是将 200pF 电容器直接放电到一个没有直流电阻器与输出电路串联的组件中。

机械模型 - 敏感分级级别(分级与电压范围)

带电设备模型测试

CDM 测试是通过与导电表面摩擦并与接地导体接触来产生电荷的设备。这些在自动化制造环境中最为常见。CDM 事件的一个例子则是设备在装配线上的进料器周围滑动。如果没有 CDM 测试，许多器件将在构建完成前被破坏。CDM 测试包括将器件放置在场板上，使其引线指向上，充电，然后放电。

带电设备模型 - 敏感分级级别(分级与电压范围)
结语

ESD事件的风险在半导体上是随其体积的减小而增大。所以芯片制造商对ESD保护措施与测试也是重中之重。

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