ESD静电防护原理是
ESD是Electro Static Discharge英文的缩写,中文含义即静电放电:处于不同电位的两个物体之间,由于直接接触或静电场感应导致的电荷传输(转移)。可见,静电与静电放电(ESD)是完全不同的物理概念或物理过程。一个是“静”,一个是“动”。 伴随着静电放电,往往有电量的转移、电流的产生和电磁场辐射。
静电防护的措施一般有以下几种:
静电耗散:主要是使用静电耗散材料,(即表面电阻在10的5次方欧姆到10的11次方欧姆之间的材料),来替代普通的材料。比如在防静电工作区使用的防静电台垫,防静电地板,防静电包装盒等等。
静电泄放:通常是指设备和人员的接地,即通过截面积符合标准的金属导线将设备接地,人员则通过手环、服装、防静电鞋等措施接地。
静电中和:一般是指在难以使用接地或静电耗散措施的场合,使用离子发生器制造正负离子,并将离子吹送到需要消除静电的区域,来中和产生的静电。常见的有离子风机、风蛇等等。
静电屏蔽:静电屏蔽又分为主动屏蔽和被动屏蔽。主要是指利用法拉第笼原理,使用封闭导体来对静电源或需要防护的产品进行屏蔽。
环境增湿:实验数据表明,环境湿度的增加可以有效降低静电放电发生的几率。但环境增湿只能作为辅助措施使用,不能代替以上措施。
电子产品的ESD防护设计:即在静电敏感元器件上设置防静电电路,国内外已有设计成熟的多种保护电路,最高对上千伏的静电电压进行有效防护。保护电路可以降低元器件对ESD的敏感性,但不能完全消除。
ESD(Electrostatic Discharge Protection Devices),静电保护器件,亦称瞬态电压抑制二极管阵列(TVS Array),是由多个TVS晶粒或二极管采用不同的布局设计成具有特定功能的单路或多路ESD保护器件。ESD静电保护二极管响应速度快(小于0.5ns)、低电容、低导通电压、高集成度、小体积、易安装,可以同时实现多条数据线保护,是业内最理想的高频数据保护器件。
RCLAMP0524P静电ESD保护二极管
ESD静电保护二极管,主要应用于各类通信接口的静电保护,如USB、HDMI、RS485、RS232、VGA、RJ11、RJ45、BNC、SIM、SD等。同时,ESD静电保护元器件封装多样化,从单路的SOD-323到多路的SOT-23、SOT23-6L、QFN-10等,电路设计工程师可以根据电路板布局及接口类型选择不同封装的ESD静电保护二极管。 目前,市场应用中的ESD静电保护器件,其工作原理与TVS二极管工作原理相似。
TVS二极管工作原理
ESD(Electrostatic Discharge/Damage)=Q+metal to metal
Q 即为静电,metal to metal 是指静电产生的途径或静电对产品产生影响的途径。
静电(Q)即为静止的电荷,它的产生通常是由于物体的摩擦、切割、挤压等途径来产生,可以绝对的说任何物体的接触与分离即可产生静电。从原子核的结构来看就很明了,我们都知道物体是由分子组成,分子由原子组成,而原子是由位于原子核中心的正电荷、 质子及位于原子核外部的电子组成。正电荷能量较大,位于原子荷中心位置,比较稳定。而负电荷(电子)能量较小,且在原子荷外围高速运转,一旦其接受一定的能量即可偏离原来的轨道,成为游离的电荷,这样原子荷的正负电荷即被分离,也即所谓之电离。那么,得到游离的负电荷的物体即被带上负电,得到游离的正电荷的物体即带上正电。积累起来就形成了正电场、负电场。上面提到过电子的能量很小,所以很小的能量就足以使其偏离原来的原子核,也就是说静电很容易产生。而任何物体的接触与分离即可产生一定的能量,这种能量,人体也许感觉不到,但它却足以使物体的原子核结构发生变化,从而产生静电。
Metal to metal 有两方面的意思:
1、是静电对产品产生影响的途径,即高静电 源通过与产品的接触,将静电释放至产品的表面,从而将产品电击穿(hard ESD)形 成ESD坏品,也就是ESD的最基本的概念。
2、指静电(Q)产生的途径,即物体的接触与分离即产生静电,可参考上文。 ESD对产品的影响的另外一个途径是EMI(电磁感应),即高静电源可不通过直接与产品的接触,通过电磁感应,使得产品表面的原子核结构发生变化,从而直接在产品的表面形成高静电,这样自然就发生了ESD现象。上文对metal to metal 的一个解释。
先钳位高电压,然后放电泄地。
ESD静电保护有两种元件,一种是硅基材料的,一种是高分子材料的。
ESD(Electro-Static discharge)的意思是“静电释放”。ESD是20世纪中期以来形成的以研究静电的产生、危害及静电防护等的学科。因此,国际上习惯将用于静电防护的器材统称为ESD,中文名称为静电阻抗器。
ESD防护主要通过一下四种原理:
1)减少静电的产生。主要是减低材料的绝缘性,使用不易起静电的材料;
2)通过接地方式迅速导走以产生的静电,这种方法应用最广;
3)使用静电中和方式,消除遗产税的静电;
5)通过静电屏蔽的方式,介绍静电的危害。
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