靜電放電（diàn）ESD三種模型及其防護設計

ESD：Electrostatic Discharge，即是靜電放電，每個從事硬件設計和生產的工（gōng）程師都必須掌握ESD的相關知識。為了定（dìng）量表征（zhēng）ESD特性，一般將ESD轉化成模型表（biǎo）達方式，ESD的模型有很多種，下麵介紹常用的（de）三種：

1．HBM：Human Body Model，人體模型：(1500Ω±10％ / 100PF±10％)    該模型表征人體帶電接觸器件放電，Rb為等效人體電阻（zǔ），Cb為等效人體電容。等效電路如下圖。圖（tú）中（zhōng）同時給出了器（qì）件HBM模（mó）型的ESD等（děng）級。

2．MM：Machine Model，機器模型：(0Ω±10％ / 200PF±10％)    機器模型的等效（xiào）電路（lù）與人體模（mó）型相似，但等效電容（róng）（Cb）是200pF，等效電阻為0，機器模型與人體模型的差異較大，實際上機器的儲（chǔ）電電容變化較大，但為（wéi）了描述的統一，取200pF。由於機器模型放電時沒有（yǒu）電阻，且儲電電容大於人體模式，同等電壓對器件的損害，機器模式遠（yuǎn）大於人體模型。

3．CDM：Charged Device Model，充電器件（jiàn）模型（xíng）：
半導體器件主要采用三種封裝型式（金屬、陶瓷、塑料）。它（tā）們在裝配、傳遞、試驗、測試、運輸及存貯（zhù）過程中，由於管殼與其它（tā）絕緣（yuán）材料（如包裝用的塑料（liào）袋、傳遞（dì）用的塑料容器等）相（xiàng）互磨擦，就會使管殼帶電。器件本身作為電容器的一個極板而存貯電荷。CDM模型就是基於已帶電（diàn）的器件通（tōng）過管腳與地接觸時，發生對（duì）地放電引起器件失效而建立的，器件帶電模型如下：

器件的ESD等（děng）級一（yī）般（bān）按以上三種模型測試，大（dà）部（bù）分ESD敏感器件手冊上都有器件的ESD數據，一般給出的是HBM和（hé）MM。
通過器件的ESD數據可以了解器件（jiàn）的ESD特性，但要注意，器件的每個管腳的ESD特性差異較大，某些管腳的ESD電壓會特（tè）別低，一般來說，高速端（duān）口，高阻輸（shū）入端口，模（mó）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（gè）環節的控製。下圖是一個ESD防護的流程（chéng）圖：

ESD防護設（shè）計可分為單板防護設（shè）計、係統防護設計、加工環境（jìng）設計和應用環境防護設計，單板防護設計可以提高單板ESD水平，降低係統設計難度和係統組裝的靜電防護（hù）要求。當係統設計還不能滿足要求時，需要進行應用環境設計防護設計。ESD敏感器件（jiàn）在（zài）裝（zhuāng）聯和整機組（zǔ）裝時，環境的ESD直接加載到器件，所以加工環境的（de）ESD防護是至關重要的。
一般整機、單板、接口的接（jiē）觸放電應達到±2000V（HBM）以上的防護（hù）要求。器件的ESD防護設（shè）計是（shì）在器件不（bú）能滿足ESD環境要求的情況（kuàng）下，通過衰減加到器件上的ESD能量（liàng）達到保護器件的目的（de）。ESD是電荷放電，具有電（diàn）壓高，持續時間短的特點，根據這些特點，ESD能量衰減可通過電壓限製、電流限製、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。