原创 静电放电的影响和预防

2007-6-23 21:46 5513 16 16 分类: 模拟

芯片在正常使用时,有时会莫名其妙的坏掉,分析其原因很大程度上是由于人为造成的静电放电损害了芯片。在冬天尤其明显,建议触摸芯片前先摸摸铁放下电,其实有时我的鼠标都会死掉。:)为减少这种情况,焊接印制板、调试电路、使用时要穿防静电鞋。不过这个一般时候是不这么做的,所以在设计上就非常有必要考虑这一点,提高产品抗静电的能力。


静电其实可以看作是电荷的重新分配,带电荷碰芯片自然会释放电荷。如果有接地,电荷会形成瞬间的电流;即使不接地,外来电荷会造成电荷重排,同样会形成内部电流。电流总是选择低阻抗的通路,当电路中地线等线路与静电放点的电路相连时,就出现了潜通路。阻抗会决定电流的最终走向,这种情况会影响电路的实现,甚至造成破坏。这种瞬间的电流可能不到1ns,信号频谱很宽,脉冲上升时间快,电压高,电流小。若静电直接作用在芯片上,放电回路的电阻又很小,还是会出现瞬间放电电流,会导致局部发热或内部晶体管损伤。接口电路和电源部分比较容易受损,如RS232接口的接受端和发送端会由于静电放电而形成通路,出现数据混乱的情况。所以一般会加上保护结构。还可以使用压敏电阻,当电压高过某个值时,电阻值降低,能量可以泻放掉。使用瞬态抑制二极管,当电压高过某个值时,其间迅速导通,将电压限定在一定范围内。峰值电流较小,适合静电放电。在电路上设计上需要考虑增加瞬态抑制二极管有效增强抗静电能力。由于静电的频谱较宽,利用滤波器可以有效较少干扰的能量,减小干扰幅度。为检验是否抗静电,一般要做几十次静电冲击试验。


还有的静电虽然不接触芯片或产品的,但是它有可能将电荷聚集在铁磁物质上,产生磁场。当这个磁场在产品周围时,也会产生影响。同样需要抑制这种影响。

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