靜電放電ESD三種模（mó）型和防（fáng）護設計

ESD：Electrostatic Discharge，即（jí）是靜（jìng）電（diàn）放（fàng）電，每個從事硬件設計和（hé）生產的工程師都必須掌握ESD的相關知識。為了定量表征ESD特性，一般將（jiāng）ESD轉化成（chéng）模型表達方式，ESD的模型有很多種（zhǒng），下麵介紹常（cháng）用的三種：

1．HBM：Human Body Model，人體模型：(1500Ω±10％ / 100PF±10％)    該模型表征（zhēng）人體帶電接觸器件放電，Rb為等效人體電（diàn）阻（zǔ），Cb為等效人體電容。等效電路如下圖。圖（tú）中同時給出了器件HBM模（mó）型（xíng）的（de）ESD等級。

2．MM：Machine Model，機器模型：(0Ω±10％ / 200PF±10％)    機器（qì）模（mó）型的等效電路與人體模型相似，但等（děng）效電容（Cb）是200pF，等（děng）效電阻（zǔ）為0，機器模型（xíng）與（yǔ）人體模型的差異較大，實際上機器的儲電電容變化較大，但（dàn）為了描述的統一，取200pF。由於機器模型放電（diàn）時沒有電阻（zǔ），且儲電（diàn）電容大於人（rén）體模式，同等電壓對器件的損害，機器模（mó）式遠大於人體模型。

3．CDM：Charged Device Model，充電器件模型：
    半導（dǎo）體器件（jiàn）主要采用三種封裝型（xíng）式（金屬、陶瓷、塑料）。它們在（zài）裝配、傳遞、試驗、測試（shì）、運輸及存（cún）貯過程中，由於管殼與其它絕緣材料（如包裝（zhuāng）用的塑料袋、傳遞（dì）用（yòng）的（de）塑料容器等）相互磨擦，就會使管殼帶電。器（qì）件本（běn）身作為電容器的一（yī）個極板而存貯電荷。CDM模型就是基於已帶電的（de）器件（jiàn）通過管腳（jiǎo）與地接觸時，發生對地放電引起器件失效而建立的，器件帶電模型（xíng）如下：

器件的（de）ESD等級（jí）一般按（àn）以上三（sān）種模型測試，大部分ESD敏感器件手冊上（shàng）都有器件的ESD數據，一（yī）般給出的是HBM和MM。
    通過器件的ESD數據可以了解器件的ESD特性，但要注意，器件的每個管腳的ESD特性差（chà）異（yì）較大，某些管腳的ESD電壓（yā）會特別低，一般來說，高速（sù）端（duān）口，高阻輸入端口，模擬端口ESD電（diàn）壓會比較低。
ESD防護是一項係統工程，需要各個環節的控製。下圖是一（yī）個ESD防護的流（liú）程圖：

ESD防（fáng）護設計可分為單板（bǎn）防護設計、係統防護設計、加工環境設計和應用環境防護設計（jì），單板防護設計可以提高單板ESD水平，降低係統（tǒng）設計難度和係（xì）統組（zǔ）裝的（de）靜電防護要求。當係統設計還不能滿足要求時，需（xū）要進行應用環境設計防護設（shè）計。ESD敏感器件在裝聯和整機組裝時，環境的ESD直接加載到器件，所以加工環（huán）境的ESD防護是至關重要的。
    一般整機、單板、接口的接觸放電應達到±2000V（HBM）以上（shàng）的防護要求。器件的ESD防護設計是在（zài）器件（jiàn）不（bú）能滿足ESD環（huán）境要求的情況下，通過衰減（jiǎn）加到器件上的ESD能量達到保護器件的目（mù）的。ESD是（shì）電荷放電，具有電（diàn）壓高，持續時間短的特點，根據（jù）這些特點，ESD能（néng）量衰減可通過電壓限製、電流（liú）限製、高通濾波、帶通濾波等方式實現，所以防護電路的形式多種多樣。