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别让ESD危害了您的电子器件

       随着电子技术,以及集成电路的发展,电子设备日趋小型化、多功能智能化。然而高集成度的电路元件都可能因静电电场和静电放电(ESD)引起失效,导致电子设备锁死、复位、数据丢失而影响设备正常工作,使设备可靠性,造成损坏。因此,研究电子设备所造成的ESD危害及原理,避免ESD的发生具有重要意义。
       ESD即“静电放电”一般源于两种接触传输。
       1.两个物体出于不同电位时,它们之间的直接接触传输。
       2.两个靠近的物体之间产生的静电场。
       静电的主要来源大多数是绝缘体和典型的合成材料,例如:乙烯树脂、塑料工作平台、绝缘鞋、成型的木制椅子、透明粘胶带、气泡袋和不直接接地的焊锡烙铁。这些来源产生的电位极高,因为它们的电荷不太容易分布在物体表面或者传输给别的物体。当两个物体相互摩擦产生静电被称为摩擦电效应。一些常见行为会产生较大的ESD电压。
       ESD损坏IC是由于产生的高压和高峰值电流造成的。精密模拟电路往往具有极低的偏置电流,比普通数字电路更容易遭到损坏,因为用于ESD保护的保护结构会增加输入泄露,因此不能使用。对于工程师来说,ESD损坏最常见的表现是IC发生故障。然而,暴露在ESD之下也可能导致泄露增加,或者使其他参数下降。如果某个器件在评估器件似乎达不到数据手册上的规格指标,则应考虑ESD损坏的可能性。
       所有ESD敏感器件均采用保护性封装。IC通常装在导电泡沫中或者防静电包装套管中,而后将容器密封在一个静电耗散塑料袋中。密封后的塑胶袋用一个明显的标签标号,标签上标明正确地操作程序。外部封装说明旨在告知用户,必须遵循ESD保护所需要的操作程序。另外,ESD敏感型IC的数据手册都有一条醒目的声明。
       一旦识别出ESD敏感型器件,保护起来就相对容易些,很明显,首先应尽量把IC保存在原来的保护性封装中,下一步是给存在破坏可能性的ESD源放电,以防患于未然。
       ESD安全操作需要的一个关键组件是一个具有静电耗散表面的工作台,如果现有的工作台顶部不导电,则应该添加一块静电耗散垫和一个放电电阻。
       另外,ESD损坏可能具有累加效应,因此,如果器件反复操作不当,结果可能导致故障,在实验插座上插入和移除IC时,在实验板上添加或移除外部元件时,均需遵循适当的ESD防护措施。同样,如果器件在原型系统开发期间发生故障,其原因可能是不断反复的ESD应力。
       对于ESD,需要记住一个关键词:预防。ESD损坏一旦发生则无法挽回,也无法补偿。最后,从断路和在线两个角度总结ESD预防的要点:1)注意数据手册上所有的绝对最大值的电压范围;2)尽量使用具备ESD特殊数字接口的器件;3)对于通用过压保护应用,增加串联限流电阻,在系统适当位置增加TVS保护电路.

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