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静电放电

发布时间:2014/4/21 20:18:08 访问次数:832

   静电是我们都比较熟悉的现象。PG905C4如附着在衣服上的静电、触摸门把手或其他金属物体时出现的电弧、闪电。静电在两千年以前就已为远古的希腊人所知。在中世纪,魔术师用静电效应作为他们“魔袋”的一部分。在当代,已经利用静电实现很多有用的功能,利用这一原理制造的产品如静电复印机、静电除尘器、空气净化器和静电式喷墨打印机。

   然而,不受控制的静电放电(ESD)对电子工业已经形成一种危害。20世纪60年代早期人们就已经认识到许多集成电路(ICs)、金属氧化物半导体(MOSs)、分离元件例如薄膜电阻、电容器和晶体容易受静电放电危害的影响。随着电子元件体积的减小、速度的提高、并且能够在更低的电压下工作,它们对ESD的敏感性也在提高。

   静电放电控制是电磁兼容(EMC)和瞬态抗扰性所有课题中的一个特例。正如将会看到的一样,很多用于降低系统静电放电灵敏度的技术与用于暂态抗扰性和控制辐射发射的技术类似。

   静电可以由许多不同的方式产生’,但最常用的方法是材料间的接触与随后的分离。这些材料可以是固体、液体或气体。当两种非导体(绝缘体)接触时,一些电荷(电子)从一种材料转移到另一种材料。因为电荷在纶缘体中不易移动,当两种材料分开时,电荷不能返回到原来的材料中。如果两种材料原来是中性的,他们现在将被充电,一个带正电,另一个带负电。

   这种产生静电的方法称为摩擦起电。古代,静电由羊毛摩擦琥珀产生。Tribos在希腊单词中是摩擦的意思,elektron在希腊单词中是琥珀的意思,因此triboelectric即“摩擦琥珀”。虽然我们倾向于认为摩擦是在两种材料间产生电荷所必需的,但这并不正确。事实是两种材料接触后分离才是产生静电所必需的。

   一些材料容易吸收电子,而另一些容易给出电子。摩擦起电序列是按照材料释放电子的能力列表。表15—1是一典型的摩擦起电序列表。列表顶部的材料容易释放电子得裂手电荷,列表底部的材料容易吸收电子而带负电荷。然而应该记住,这个列表只是近似的。

   当两种材料接触时,电子将从列表中处于高位的材料转移低位材料上。表15—1中两种材料离开的程度不说明产生电量的大小。产生电量的大小不仅与两种材料在摩擦起电序列表中的位置有关,还与表面的清洁度、接触压力、摩擦次数、接触面积、表面光滑程度以及分离的速度有关。两块同种材料的物体在接触随后分离时也能产生电荷,只是在这种情况下哪个物体荻得正电荷,哪个物体获得负电荷是不可预测的。一个很好的例子就是打开一个塑料袋时也能产生静电。

       

   静电是我们都比较熟悉的现象。PG905C4如附着在衣服上的静电、触摸门把手或其他金属物体时出现的电弧、闪电。静电在两千年以前就已为远古的希腊人所知。在中世纪,魔术师用静电效应作为他们“魔袋”的一部分。在当代,已经利用静电实现很多有用的功能,利用这一原理制造的产品如静电复印机、静电除尘器、空气净化器和静电式喷墨打印机。

   然而,不受控制的静电放电(ESD)对电子工业已经形成一种危害。20世纪60年代早期人们就已经认识到许多集成电路(ICs)、金属氧化物半导体(MOSs)、分离元件例如薄膜电阻、电容器和晶体容易受静电放电危害的影响。随着电子元件体积的减小、速度的提高、并且能够在更低的电压下工作,它们对ESD的敏感性也在提高。

   静电放电控制是电磁兼容(EMC)和瞬态抗扰性所有课题中的一个特例。正如将会看到的一样,很多用于降低系统静电放电灵敏度的技术与用于暂态抗扰性和控制辐射发射的技术类似。

   静电可以由许多不同的方式产生’,但最常用的方法是材料间的接触与随后的分离。这些材料可以是固体、液体或气体。当两种非导体(绝缘体)接触时,一些电荷(电子)从一种材料转移到另一种材料。因为电荷在纶缘体中不易移动,当两种材料分开时,电荷不能返回到原来的材料中。如果两种材料原来是中性的,他们现在将被充电,一个带正电,另一个带负电。

   这种产生静电的方法称为摩擦起电。古代,静电由羊毛摩擦琥珀产生。Tribos在希腊单词中是摩擦的意思,elektron在希腊单词中是琥珀的意思,因此triboelectric即“摩擦琥珀”。虽然我们倾向于认为摩擦是在两种材料间产生电荷所必需的,但这并不正确。事实是两种材料接触后分离才是产生静电所必需的。

   一些材料容易吸收电子,而另一些容易给出电子。摩擦起电序列是按照材料释放电子的能力列表。表15—1是一典型的摩擦起电序列表。列表顶部的材料容易释放电子得裂手电荷,列表底部的材料容易吸收电子而带负电荷。然而应该记住,这个列表只是近似的。

   当两种材料接触时,电子将从列表中处于高位的材料转移低位材料上。表15—1中两种材料离开的程度不说明产生电量的大小。产生电量的大小不仅与两种材料在摩擦起电序列表中的位置有关,还与表面的清洁度、接触压力、摩擦次数、接触面积、表面光滑程度以及分离的速度有关。两块同种材料的物体在接触随后分离时也能产生电荷,只是在这种情况下哪个物体荻得正电荷,哪个物体获得负电荷是不可预测的。一个很好的例子就是打开一个塑料袋时也能产生静电。

       

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