靜電放電ESD三種模型及其（qí）防護設計（jì）

ESD：Electrostatic Discharge，即是靜電（diàn）放電，每個從事硬件設計和生產的工程師都必須掌握ESD的相（xiàng）關知識。為了定量表征ESD特性，一般將ESD轉化成模型表達方式，ESD的模（mó）型有很多種（zhǒng），下麵介紹常用的三種：

1．HBM：Human Body Model，人體模型：(1500Ω±10％ / 100PF±10％)    該模（mó）型表征人體帶電接觸器件放電，Rb為等效人體電阻，Cb為等效人體電容。等效電路如下圖。圖中同時給（gěi）出了器件HBM模型的ESD等級（jí）。

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

3．CDM：Charged Device Model，充電器件（jiàn）模型：
半導體器件主要采用三（sān）種封裝型式（金屬、陶瓷（cí）、塑料）。它們在裝配、傳遞、試驗、測試、運輸及存貯過程中，由於管（guǎn）殼與其它絕緣材料（如包裝用的塑料袋、傳遞用的塑料容器等）相互磨擦，就會（huì）使管殼帶電。器件（jiàn）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的器件通過管腳與地接觸時，發生對地（dì）放電引起器件（jiàn）失效而建立的，器件帶電模型如（rú）下（xià）：

器件的ESD等級一般按以上三種模型測試，大部分（fèn）ESD敏感（gǎn）器（qì）件手冊上都（dōu）有器件的（de）ESD數（shù）據，一般給出的（de）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特性差異較大，某些管腳（jiǎo）的ESD電壓會特別低，一般來說，高速端口，高阻（zǔ）輸入端口，模擬端口ESD電壓會比較低。
ESD防護是一項係統工程，需要（yào）各個環節的控製（zhì）。下圖是一個ESD防護的流程圖：

ESD防護設計可分為單板防護設計、係統防護設計、加工環境設計和應用環境防護設計，單板（bǎn）防護設（shè）計可以提高單板ESD水平，降低係統（tǒng）設計難度和係統組裝的靜電防護要求。當（dāng）係統設計還不能滿足要求時，需要進（jìn）行應用（yòng）環境設計（jì）防（fáng）護設計。ESD敏感器（qì）件在裝聯和整機組裝時，環境的ESD直（zhí）接加載到器件，所以加工環境的（de）ESD防（fáng）護是至關重要的。
一般整機、單板、接口的（de）接觸放（fàng）電（diàn）應達到±2000V（HBM）以上的防護要求。器件的ESD防護設計是在器件不能滿足ESD環境要求的（de）情（qíng）況下，通過衰減加到器件上的（de）ESD能量達到保護器件（jiàn）的目的。ESD是電荷放電，具有電壓高，持續時間短（duǎn）的特點，根據這些特點，ESD能量衰（shuāi）減可通過電壓限製、電（diàn）流限製（zhì）、高（gāo）通濾波、帶通濾波（bō）等方式實現，所以（yǐ）防護電路（lù）的（de）形式（shì）多種多樣。