當(dāng)任何帶電體試圖變?yōu)殡娭行詴r(shí)，就會(huì)發(fā)生靜電放電（ESD），對(duì)ESD電壓敏感的電子零件稱為靜電敏感器件。英銳恩單片機(jī)開(kāi)發(fā)工程師介紹，在ESD期間，存儲(chǔ)在身體中的靜電荷會(huì)通過(guò)直接的物理接觸、感應(yīng)或電弧迅速轉(zhuǎn)移到具有不同電位的另一個(gè)身體中，ESD產(chǎn)生的電壓會(huì)損壞電子元件。

一、什么是靜電放電？

靜電放電是在接觸的物體之間無(wú)意間產(chǎn)生的電荷流動(dòng)。它是自發(fā)的，也可能是非接觸通過(guò)電弧和耦合引起的。ESD的特點(diǎn)是電壓，它表示電荷轉(zhuǎn)移的物體之間的電位差。電壓可以從幾伏到千伏。當(dāng)放電電壓約為3000V或更高時(shí)，人就會(huì)感應(yīng)到靜電放電，比如冬天摸門把手。然而，低值的ESD（例如100V或更低）足以在電子行業(yè)中引發(fā)嚴(yán)重后果。

二、靜電放電的后果

在電子行業(yè)，ESD是一項(xiàng)代價(jià)高昂的事件。在制造過(guò)程中意外發(fā)生ESD會(huì)降低質(zhì)量和可靠性，甚至導(dǎo)致完全故障。

在某些情況下，ESD問(wèn)題會(huì)被忽視，遭受ESD問(wèn)題的產(chǎn)品可能會(huì)投放市場(chǎng)。隨著時(shí)間的推移，電路板或電子產(chǎn)品中受ESD影響的組件開(kāi)始出現(xiàn)問(wèn)題，最終可能出現(xiàn)電路功能障礙。這些類型的ESD問(wèn)題在醫(yī)療和軍事行業(yè)的關(guān)鍵應(yīng)用中尤為重要。下面，讓我們來(lái)看看損壞ESD敏感元件的幾種故障類型。

三、靜電放電的損壞類型

ESD敏感組件在受到ESD時(shí)容易受到以下?lián)p壞或故障：

（1）參數(shù)失效：當(dāng)ESD能夠改變組件的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)時(shí)，這種影響稱為參數(shù)失效。這種類型的ESD損壞不會(huì)使組件失效，但會(huì)導(dǎo)致規(guī)格書中給出的值發(fā)生變化。

（2）災(zāi)難性損壞：這種類型的ESD事件會(huì)完全損壞電子元件。多次ESD事件后可能會(huì)發(fā)生災(zāi)難性損壞。靜電場(chǎng)的存在是災(zāi)難性ESD損壞的主要原因之一。

（3）潛在損壞：在潛在損壞的情況下，ESD事件不會(huì)被注意到，并且設(shè)備會(huì)繼續(xù)正常運(yùn)行，但會(huì)受到中度損壞。潛在損壞會(huì)縮短電子元件的負(fù)載壽命，對(duì)受ESD影響的元件施加操作應(yīng)力最終會(huì)導(dǎo)致性能退化和器件故障。這種類型的ESD損壞在重新測(cè)量和目視檢查中無(wú)法檢測(cè)到。

每個(gè)組件的ESD敏感度和后續(xù)損壞程度都不同。ESD損壞取決于ESD元件的耐壓能力和散熱能力。下面，我們來(lái)看看一些常見(jiàn)的ESD敏感元件。

四、常見(jiàn)的ESD敏感元件

（1）電阻器：薄膜和厚膜電阻器對(duì)ESD很敏感。ESD導(dǎo)致薄膜電阻器中的薄膜破裂并導(dǎo)致容差值發(fā)生變化。在厚膜電阻器中，經(jīng)受ESD會(huì)降低電阻值。有時(shí)，ESD被用作厚膜電阻器的修整方法，以防止電阻值過(guò)沖。基于箔的電阻器相對(duì)不受ESD影響。

（2）電容器：電解電容器和陶瓷電容器的ESD敏感性隨著施加的電壓而增加。相比之下，半導(dǎo)體電容器和低壓電容器屬于低ESD靈敏度范圍，因?yàn)樗鼈兗词乖诘碗妷合乱矔?huì)損壞。

（3）MOSFET：MOSFET易受ESD影響。它們的ESD敏感性表現(xiàn)為絕緣擊穿、熱過(guò)應(yīng)力、金屬化故障或MOSFET中的材料遷移。ESD能夠在正向和反向偏置條件下在PN結(jié)中產(chǎn)生故障模式。

（4）集成電路：ESD會(huì)導(dǎo)致IC出現(xiàn)故障，例如接觸損壞、燒毀、接口損壞或破裂。IC中的ESD電流會(huì)在芯片中形成孔洞。ESD會(huì)使IC中的熱量產(chǎn)生超過(guò)溫度限制，并對(duì)附近的所有組件和系統(tǒng)造成熱損壞。

（5）LED：LED對(duì)ESD極為敏感，其影響范圍從預(yù)期壽命縮短到災(zāi)難性損壞。大多數(shù)LED都配備了ESD抑制器，以保護(hù)LED芯片免受ESD影響。在沒(méi)有內(nèi)置ESD抑制器的小型LED的情況下，外部ESD抑制器被放置在非常靠近的位置，作為一種ESD預(yù)防方法。

對(duì)ESD敏感元件實(shí)施適當(dāng)?shù)腅SD緩解方法以提高關(guān)鍵電子電路的可靠性和精度非常重要。正確遵循ESD預(yù)防措施和處理程序以及緩解方法，可以降低電子電路中ESD的風(fēng)險(xiǎn)。

以上就是英銳恩單片機(jī)開(kāi)發(fā)工程師分享的“電子基礎(chǔ)：ESD靜電敏感元件以及靜電放電帶來(lái)的后果”。英銳恩專注單片機(jī)應(yīng)用方案設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，提供8位單片機(jī)、16位單片機(jī)、32位單片機(jī)。