静电放电模型（一）
文摘
科学
2024-09-07 15:00
上海
根据静电的产生方式以及对电路的损伤模式不同，通常分为四种测试方式：人体放电模型、机器放电模型、元件放电模型、场增强模型，但是业界通常使用前两种模式测试。01、人体放电模式（HBM：Human-Body Model）HBM是ESD模型中建立最早和最主要的模型之一。由于人体会与各种物体间发生接触和摩擦，又与元器件接触，所以人体易产生静电，也容易对元器件造成静电损伤。人体与被放电体之间的放电有两种：即接触放电和电弧放电。接触放电时人体与被放电体之间的电阻值是个恒定值。电弧放电是在人体与被放电体之间有一定距离时，它们之间空间的电场强度大于其介质（如空气）的介电强度，介质电离产生电弧放电，暗场中可见弧光。电弧放电的特点是在放电的初始阶段，因为空气是不良导体，放电通道阻抗较高，放电电流较小；随着放电的进行，通道温度升高，引起局部电离，通道阻抗逐渐降低，电流增大，直至达到峰值；然后，随着人体静电能量的释放，电流逐渐减小，直至电弧消失。02、机器放电模式（MM：Machine Model）用来模拟带电导体对电子器件发生的静电放电事件，机器模型也称日本模型。基本的电路原理是：200pF电容不经过电阻直接对器件进行静电放电。机器模型模拟导体带电后对器件的作用，如在自动装配线上的元器件遭受带电金属构件对器件的静电放电，也可以模拟带电的工具和测试夹具等对器件的作用。 机器放电模型原理图：
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机器放电电流波形：
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场增强模型也叫人体-金属模型，用来模拟带电人体通过手持的小金属物件，如螺丝刀、钥匙等，对其他物体产生放电时的情形。当带电人体手持小金属物件时，由于金属物件的尖端效应，使得其周围的场强大大增强，再加上金属物件的电极效应，导致放电时的等效电阻大大减小。因此在同等条件下，它产生的放电电流峰值比单独人体放电的要大，放电持续时间短。人体-金属放电过程包含高速、低速两种放电模式。高速放电模式与手、前臂及手持小金属物件的＂自由电容"相联系，它产生的初始放电电流尖脉冲的上升速度很快，峰值很大，可产生强烈的电磁脉冲。往往使得ESD保护器件还没来得及响应动作，便已侵入敏感设备、器件造成损伤，因而也较难防护，不过由于与之相联系得放电电容容量较小，其放电中释放的能量也较小，造成的损伤往往是软损伤或形成随机干扰。 低速放电模式则与人体电容相联系，在放电时释放的能量较大，易引起电子元器件、系统的硬损伤。这两种放电模式各具特点，人体-金属放电模型应能全面地反映出这两种不同的放电模式。人体-金属放电模型主要用于对系统的人体静电敏感度的测试。人体-金属放电模型电流波形：（GB/T17626.2/IEC61000-4-2) ![]()
