靜電放電ESD測試簡介

 　　當(dāng)帶電物體接觸不同電位的另一物體時，兩個物體之間的電荷均衡。發(fā)生這種情況時的電壓v（t）和電流i（t）瞬態(tài)如下圖所示，瞬變的幅度和波形取決于電流路徑中的電壓差和總阻抗。脈沖將被感應(yīng)并可能產(chǎn)生可能影響附近電子電路的信號。

ESD測試標(biāo)準(zhǔn)

　　如果通過產(chǎn)品的放電電流試圖采取包括氣隙的路徑，則在設(shè)備內(nèi)可能發(fā)生二次放電。間隙上的電壓增加，直到間隙發(fā)生故障。

 　　設(shè)計中用于避免ESD問題的一些步驟是：

a）選擇對短暫瞬變無響應(yīng)的電路配置。

b）布置PCB圖案以小化關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處的感應(yīng)電壓。

c）防止不可避免的放電瞬變耦合到電路和電纜中。

d）盡可能設(shè)計外殼以防止發(fā)生排放。

 　　ESD測試符合IEC 61000-4-2

　　IEC 61000-4-2是抗擾度ESD測試的標(biāo)準(zhǔn)。它在稱為ESD槍的手持發(fā)生器的指定電壓電平下施加定義的電流波形。

 　　它使用由高壓電源提供的電容器，其充電電壓通過接觸點(diǎn)通過串聯(lián)阻抗放電到地。使用兩種放電方法。它們是接觸放電和空氣放電。

　　ESD測試-接觸放電

　　在接觸放電方法中，應(yīng)力可以直接施加到EUT或鄰近EUT的耦合平面。在每個測試脈沖之前，電容器充電到所需的電平，但其電壓通過真空繼電器保持在發(fā)生器的探頭上。

　　將探針應(yīng)用于EUT或耦合平面上的適當(dāng)選擇的點(diǎn)。然后觸發(fā)發(fā)電機(jī)，使繼電器觸點(diǎn)閉合，電容器電壓通過探頭施加到EUT。

 　　當(dāng)電壓通過發(fā)生器，EUT和接地平面的組合串聯(lián)阻抗放電時，這會產(chǎn)生電流脈沖。在每個位置以適當(dāng)?shù)臉O性和水平重復(fù)該動作所需的次數(shù)。

 　　ESD測試-空氣放電

 　　相同的發(fā)電機(jī)用于空氣放電方法，但具有圓形而不是尖的探針尖端。電容器如前所述充電到所需的電平，但電壓現(xiàn)在連續(xù)施加到探頭上，探頭遠(yuǎn)離EUT。

 　　對于每個測試脈沖，尖端被巧妙地提升到EUT上的選定點(diǎn)，直到它接觸為止。就在此之前，尖端和EUT之間的氣隙將被擊穿并且放電電流將流動，如前所述受到發(fā)電機(jī)的組合串聯(lián)阻抗，氣隙，EUT和返回路徑的限制。

 　　同樣，在每個位置以適當(dāng)?shù)臉O性和水平重復(fù)動作所需的次數(shù)。

　　靜電放電ESD測試布局

 　　ESD脈沖具有亞納秒的上升時間，因此射頻布局預(yù)防措施至關(guān)重要。

 　　1.測試必須重新創(chuàng)建實際發(fā)現(xiàn)的快速上升時間，因為這是決定放電通過EUT的路徑和EUT本身的響應(yīng)的重要參數(shù)。接地參考平面（GRP）是設(shè)置的組成部分，發(fā)電機(jī)的返回引線必須與其良好連接，因為此連接形成電流返回路徑的一部分。

 　　2.測試的間接放電部分使用另外兩個不同于GRP的平面，稱為水平耦合平面（HCP）和垂直耦合平面（VCP）。這些飛機(jī)的放電模擬了從現(xiàn)實生活中放射到附近物體的輻射場所產(chǎn)生的應(yīng)力。

　　3.每個耦合平面通過電阻引線連接到GRP，以確保任何電荷在幾微秒內(nèi)流出。這些引線的結(jié)構(gòu)至關(guān)重要：每端應(yīng)靠近一個電阻，使它們之間的引線長度與連接隔離，并且與它的雜散耦合被中和。

　　4.雖然額定功率并不重要，但電阻器本身應(yīng)能承受高脈沖dV/dt而不會損壞，因此碳成分類型適合。

 　　5.對于幾十納秒的ESD事件，該平面承載全應(yīng)力電壓，該電壓電容耦合到EUT。從平面到EUT以外的物體的任何雜散電容都會修改平面的電壓和電流波形，從而修改所施加的應(yīng)力。

　　6.因此，重要的是在EUT周圍保持至少1米的凈空間，這意味著桌面設(shè)置與墻壁或其他物體有一些分離。

　　7.同樣，從VCP到EUT的分離規(guī)定為10cm;即使這個距離的微小變化也會導(dǎo)致與EUT的耦合發(fā)生很大的變化，因此控制它的便利方法，例如平面表面上的塑料10cm間隔物，是有幫助的。

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