ESD总结

设计人员完全可以让系统在经过ESD事件后不发生故障并仍能继续运行。将这个目标谨记在心，下面让我们更好地理解ESD冲击时到底发生了什么，然后介绍如何设计正确的系统架构来应对ESD。

简单模型

将一个电容充电到高电压（一般是2kV至8kV），然后通过闭合开关将电荷释放进准备承受ESD冲击的“受损”器件（图1）。电荷的极性可以是正也可以是负，因此必须同时处理好正负ESD两种情况。

破坏受损电路的高瞬态电压一般具有几个纳秒的上升时间和大约100纳秒的放电时间受损电路不同，对正负冲击的敏感性可能也有很大的不同，因此你需要同时处理好正负冲击。人体模型（HMB）和机器模型（MM）这两种最常见模型之间的区别主要在于串联电阻。人体模型的导电性没有金属那么好。

防止过压损坏的最佳保护措施是用非线性电路进行限压或钳位（图2）。最常用的是专门的二极管，当它们在前向偏置或处于齐纳击穿区时具有很低的阻抗。引入限压器可以快速引起某些别的事件，因为通过电容放电会有大的浪涌电流经过限压器。

虽然消除了高瞬态电压，但代之以几个安培的浪涌电流可能会导致系统中出现其它问题。具体取决于随后路径的总阻抗，浪涌电流可以达到几个安培。在为芯片设计I/O单元时，经常看到4A至16A的浪涌电流进入器件。处理如此巨大的瞬态浪涌电流已经成为ESD设计中的大问题。限制电压还算比较容易，但形成的电流可能使系统中其它地方的电路和地发生逆转。

　　被限压器强制导入地的电流将在系统的那个节点中产生感应性振铃现象（图3）。电源通常沿着地线传播，并且是电源去耦电容的函数，因此系统核心仍能正常工作。不过连到电路板上的控制线可能出现混乱，因为它们是相对板外的地而建立的。结果可能在某个位置发生ESD事件，并致使电路板上的某个输入端看起来出现故障。

防静电措施：

（1）    接地法：接地是消除静电危害最简单的方法。接地主要用来消除导电体上的静电，不宜用来消除绝缘体上的静电。如果是绝缘体带有静电，将绝缘体直接接地反而容易发生火花放电。  
（2）    泄漏法：采取增湿措施和采用抗静电添加剂，促使静电电荷从绝缘体上自行消散。  
（3）    中和法：中和法是消除静电危害的重要措施。静电中和法是在静电电荷密集的地方设法产生带电离子，将该处静电电荷中和掉。静电中和法可用来消除绝缘体上的静电。可运用感应中和器、高压中和器、放射线中和器等装置消除静电危害。  
（4）    工艺控制法：在工艺上，还可以采用适当措施，限制静电的产生，控制静电电荷的积累。例如：用齿轮传动代替皮带传动，减少摩擦；降低液体、气体或粉尘物质的流速，限制静电的产生；保持传动带的正常拉力，防止打滑；灌注液体的管道通到容器底部或紧贴侧壁，避免液体冲击和飞溅等等。  还有不属于以上四项措施的其他措施，例如为了防止人体带上静电造成的危害，工作人员可以穿抗静电工作服和工作鞋，采取通风、除尘等措施也有利于防止静电的危害。