靜電放電分享

靜電放電是兩個具有不同電（diàn）勢的物體靠（kào）近（jìn）時，電（diàn）荷會瞬（shùn）間從一個物體轉（zhuǎn）移到另一（yī）個（gè）物體，這種電荷傳遞的過程就是靜電放電。接觸放電和空氣放（fàng）電是IEC 61000-4-2標準中定（dìng）義的兩（liǎng）種主要測試方法，它們模擬了現實中兩種不同的靜電放電場（chǎng）景（jǐng）。

     接觸放電模擬的是放電體（如人的手指（zhǐ）、金屬工具）直接接觸到被測設備金（jīn）屬部件時的放電情況（kuàng）。放電電極直接（jiē）接觸（chù）到設備的導（dǎo）電表麵（如金屬外（wài）殼（ké）、螺絲、連接器外殼等）。

      空（kōng）氣放電模擬的是放（fàng）電體接近但尚未（wèi）接觸到被測設備時，擊（jī）穿空氣而產生的放電（diàn）。空氣（qì）放電有電弧的存在，在（zài）納秒（miǎo）級的時間內，ESD的電流脈衝（chōng）高達幾十安培。ESD空氣放電並不需要直接接觸金屬，它可以通（tōng）過多種耦合途徑將能量傳入設備內部，幹擾甚至損壞PCB上的元器件（jiàn）。主要（yào）有以下幾種機製：

      直接傳導是最（zuì）直接的路徑，如果放電（diàn）點靠近USB、HDMI、網線（xiàn）接口等，放電電弧可以直接擊中端口的金（jīn）屬外殼或引腳。巨大的瞬態電流和高壓會沿著電纜和接口電路直接到PCB上的芯片，造成芯片損壞。即使設備外殼是塑料的，如果外殼有縫隙（xì）（如散熱孔），電弧可（kě）能通過這些縫隙（xì）直接擊中內部的PCB或導線。

      容（róng）性耦合（電場耦合），當（dāng）ESD電弧發生時，在放電點和設備內部電路之間（jiān）會形成一個瞬態的、強度很高的電場。這（zhè）個快速（sù）變（biàn）化的電場會在放電（diàn）點與附近的PCB走線、元器（qì）件（jiàn）引腳之間形（xíng）成一個寄生（shēng）電容。

      ESD產生的高壓會通（tōng）過這個電（diàn）容，以位移電（diàn）流的形式耦合到（dào）內部的電路（lù）上。對高阻抗電路和高（gāo）速信號線影響尤為顯（xiǎn）著。即使電弧沒有直接擊中，附近（jìn）的時鍾線、模擬信號（hào）線等都可（kě）能感應出很高的電壓脈衝，可能導致設備故障。

      感性耦合（磁場耦合（hé）），ESD放電是一（yī）個極大（dà）的瞬態電流變化，這個變化的電流會產生一個強大的瞬態磁場。這個變化的磁場會穿過PCB上的（de）任何環路（比如電源/地（dì）環路、長的信號返回路徑），在環路中（zhōng）感應出電壓，感應的電壓會（huì）疊加在正常的電源或信號上，造成電源（yuán）噪聲等。

      電磁輻射耦合，一（yī）次強烈的ESD放電本身就是一個寬帶電磁脈衝，其頻譜成分可以從幾（jǐ）十MHz延伸到幾百MHz。設備內部的PCB走線、電纜等會成為天線，接收這些輻射能量。所像是射頻電路、高頻數字（zì）電路，會造成（chéng）嚴重的電磁幹擾。

      可采用以下措施來降低ESD帶來的幹（gàn）擾，使用完整（zhěng）、導電良好的金屬外殼並（bìng）良好接地；減小外（wài）殼縫（féng）隙，避免放電點直接對準內部敏感電路（lù）；對必要的開口（如（rú）散熱孔）進行電磁屏蔽設計；將易（yì）受幹擾的電路（如模擬、射頻）與（yǔ）噪聲源（如數字（zì）、I/O端口）分開；使用低阻抗的（de）接（jiē）地平麵（miàn），為ESD電流提供泄放路徑；電源和信號回路麵積盡可能小，以減少感性耦合。