電子基礎：ESD靜電敏感元件以及靜電放電帶來的后果

當任何帶電體試圖變為電中性時，就會發生靜電放電（ESD），對ESD電壓敏感的電子零件稱為靜電敏感器件。英銳恩單片機開發工程師介紹，在ESD期間，存儲在身體中的靜電荷會通過直接的物理接觸、感應或電弧迅速轉移到具有不同電位的另一個身體中，ESD產生的電壓會損壞電子元件。

一、什么是靜電放電？

靜電放電是在接觸的物體之間無意間產生的電荷流動。它是自發的，也可能是非接觸通過電弧和耦合引起的。ESD的特點是電壓，它表示電荷轉移的物體之間的電位差。電壓可以從幾伏到千伏。當放電電壓約為3000V或更高時，人就會感應到靜電放電，比如冬天摸門把手。然而，低值的ESD（例如100V或更低）足以在電子行業中引發嚴重后果。

二、靜電放電的后果

在電子行業，ESD是一項代價高昂的事件。在制造過程中意外發生ESD會降低質量和可靠性，甚至導致完全故障。

在某些情況下，ESD問題會被忽視，遭受ESD問題的產品可能會投放市場。隨著時間的推移，電路板或電子產品中受ESD影響的組件開始出現問題，最終可能出現電路功能障礙。這些類型的ESD問題在醫療和軍事行業的關鍵應用中尤為重要。下面，讓我們來看看損壞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時容易受到以下損壞或故障：

（1）參數失效：當ESD能夠改變組件的一個或多個參數時，這種影響稱為參數失效。這種類型的ESD損壞不會使組件失效，但會導致規格書中給出的值發生變化。

（2）災難性損壞：這種類型的ESD事件會完全損壞電子元件。多次ESD事件后可能會發生災難性損壞。靜電場的存在是災難性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事件不會被注意到，并且設備會繼續正常運行，但會受到中度損壞。潛在損壞會縮短電子元件的負載壽命，對受ESD影響的元件施加操作應力最終會導致性能退化和器件故障。這種類型的ESD損壞在重新測量和目視檢查中無法檢測到。

每個組件的ESD敏感度和后續損壞程度都不同。ESD損壞取決于ESD元件的耐壓能力和散熱能力。下面，我們來看看一些常見的ESD敏感元件。

四、常見的ESD敏感元件

（1）電阻器：薄膜和厚膜電阻器對ESD很敏感。ESD導致薄膜電阻器中的薄膜破裂并導致容差值發生變化。在厚膜電阻器中，經受ESD會降低電阻值。有時，ESD被用作厚膜電阻器的修整方法，以防止電阻值過沖?；诓碾娮杵飨鄬Σ皇蹺SD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，半導體電容器和低壓電容器屬于低ESD靈敏度范圍，因為它們即使在低電壓下也會損壞。

（3）MOSFET：MOSFET易受ESD影響。它們的ESD敏感性表現為絕緣擊穿、熱過應力、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結中產生故障模式。

（4）集成電路：ESD會導致IC出現故障，例如接觸損壞、燒毀、接口損壞或破裂。IC中的ESD電流會在芯片中形成孔洞。ESD會使IC中的熱量產生超過溫度限制，并對附近的所有組件和系統造成熱損壞。

（5）LED：LED對ESD極為敏感，其影響范圍從預期壽命縮短到災難性損壞。大多數LED都配備了ESD抑制器，以保護LED芯片免受ESD影響。在沒有內置ESD抑制器的小型LED的情況下，外部ESD抑制器被放置在非?？拷奈恢?，作為一種ESD預防方法。

對ESD敏感元件實施適當的ESD緩解方法以提高關鍵電子電路的可靠性和精度非常重要。正確遵循ESD預防措施和處理程序以及緩解方法，可以降低電子電路中ESD的風險。

以上就是英銳恩單片機開發工程師分享的“電子基礎：ESD靜電敏感元件以及靜電放電帶來的后果”。英銳恩專注單片機應用方案設計與開發，提供8位單片機、16位單片機、32位單片機。