静电放电或传导性瞬态表现出更大的敏感性。整 体的性能表现为电子设备的性能越来越差，直至 完全损坏。 要密切注意元件在不易察觉的放电电压下发生的 损坏，这一点非常重要。人体有感觉的静电放电 电压为3000V～5000V，然而，元件发生损坏时的 电压仅几百伏。这势必会对电子电路的性能产生 影响。相对于自然界的静电来说，电子器件是非 常娇贵的，正是基于这一因素，是否采取了防静 电措施是衡量电子器件质量好坏的一个非常重要 的指标。
当两个不同的物体相互接触时，就会使得一个物 体失去一些电子(如电子转移到另一个物体)而带 正电，另一个得到一些剩余电子的物体则带负电。 若在分离的过程中电荷难以中和，电荷就会积累 使物体带上静电。
所以物体与其他物体接触后再分离，就会带上静 电。在日常生活中，脱衣服产生的静电也是因为 “接触分离”而产生的。 常见材料的摩擦起电序列为：人体、玻璃、云母、 聚酰胺、毛织品、毛皮、丝绸、铝、纸、棉花、 钢铁、木头、硬橡胶、聚脂薄膜、聚乙烯、聚氯 乙烯、聚四氟乙烯(PVC)。在这个序列表中，两种 材料相差间隔越大，摩擦起电就越容易。但并不 是说，摩擦起电越容易，材料表面积累的静电荷 就越多。摩擦起电引起的电荷积累还有一些其他 条件的限制，比如两种材料接近的紧密程度、分 离的速率、湿度及两材料的导电性等。
人体静电放电的过程受很多因素影响，具体的放 电过程也因各种分布参数的不同而不同。典型的 人体静电放电电流波形如下图所示。
在这个波形中，低频成分转移的电荷比高频成分 多，但是高频成分会产生更强的场，对电路的危 害也最为明显。由实验得出的各个参数的范围如 下： Tr(上升时间)=200ps~100ns Ts(尖峰宽度)=0.5ns~10μs Tt(持续长度)=100ns~2ms
静电放电过程的不同不仅表现在电流波形在时间 特性上差异很大，而且幅度也会在1A~200A范围 内变化。
正是由于不同条件下静电放电的特性差异很大，
所以电子设备对静电放电的响应很难预测。所幸
的是，我们可以用统计的方法来处理这个问题。
一定要记住的一个事实是，静电放电时产生的能
量很大，频率很高(有时高达5GHz)。
如果一个元件的两个针脚或更多针脚之间的电压 超过元件介质的击穿强度，就会对元件造成损坏， 这是MOS器件出现故障最主要的原因。MOS器件 的氧化层越薄，元件对静电放电的敏感性也越大。 由静电引起的MOS器件故障通常表现为元件本身 对电源有一定阻值的短路现象。对于双极性元件， 损坏一般发生在薄氧化层隔开的已进行金属喷镀 的有源半导体区域，静电引起的击穿会产生电流 严重泄漏的路径。
潮湿的空气也是正负电荷中和的路径。人体是良
好的静电载体，能够通过摩擦起电充电到几千伏。
通过人的活动，这些不受欢迎的静电荷就会被带
到一些敏感区域晃来晃去。这些大量的静电一旦
找到合适的放电路径，就会产生放电现象。

静电的放电与人体放电模型
当人体接近导电物体时(最坏的情况是接触到一个 金属物体，例如仪器外壳、集成电路的管脚等)， 如果空气气隙上的电位梯度足够高，电荷会以火 花的形式转移到那个物体上。电荷转移中的能量 既可能低得不易察觉，也可能造成十分疼痛的感 觉。因人体放电而产生的放电电流波形由十分陡 (毫微秒级)的前沿和较慢的放电曲线组成。手或 金属的放电电流波形的特性是接近速度、电压、 电极的几何形状和相对湿度等参数的函数。
第3章 电磁环境及电磁污染途径
3.1 自然电磁环境
根据电磁波产生的机理不同，我们一般将电磁干 扰划分为自然电磁干扰和人为电磁干扰两种。非 人为因素产生的电磁波，构成了电磁环境的一部 分，我们把这部分电磁波所形成的电磁环境称为 自然电磁环境。在自然电磁环境中，静电、雷电 和自然辐射是3种最重要的电磁干扰。
另一种故障是由于节点的温度超过半导体硅的熔 点(1415℃)时所引起的。静电放电脉冲的能量可 以产生局部发热，使半导体局部熔断损坏。即使 静电产生的管发 射极与基极间常会因静电而产生击穿，击穿后电 流增益急剧降低。
器件受到静电放电的影响后，也可能不立即出现 功能性的损坏。这些受到潜在损坏的元件通常被 称为“跛脚”，一旦加以使用，将会对以后发生 的

静电的危害
静电场的强度取决于充电物体上的电荷数量和与 它的电荷量不同的物体之间的距离。人体上的电 压通常会达到8kV～10kV，有时电压会更高，达 到12kV～15kV。许多文献上称，人体的电压可以 达到30kV。但这是假设身体的最小辉光放电半径 为1cm时推断的。实际上，人体上许多部位的辉 光放电半径小于1cm，因此在通常条件下是不会 出现这么高电压的。人体上的最高电压应该是 20kV左右。
3.1.1 静电

静电的形成 物质都是由分子组成，分子又是由原子组成，原 子由带负电荷的电子和带正电荷的质子组成。在 正常状况下，一个原子的质子数与电子数相同， 正负电荷平衡，对外表现出不带电的现象。如下 图所示，绕原子A的原子核旋转的电子，在外力 的作用下，离开原来的原子A而侵入其他的原子B。 A原子因缺少电子数而呈带正电现象，称为阳离 子，B原子因增加电子数而呈带负电现象，称为 阴离子。当外力持续作用时，阳离子和阴离子的 分布会变得越来越不均匀，对外将表现为带电现 象。
设备漏电，尤其是不会对人造成触电伤害的微弱 漏电虽然不属于静电放电现象，但其性能却与静 电放电类似。虽然大多数情况下人们几乎感觉不 到设备漏电，但由于其普遍性(任何电器设备多少 总有些漏电)和高内阻的特点，产生幅度接近于电 源电压(100～400V),时间很短的尖峰电脉冲，仍足 以对静电敏感器件造成电气过载(EOS)损害。所以 一般将设备漏电也纳入静电防护体系中来考虑。 静电放电(ESD)及电气过载(EOS)对电子元器件造 成损害的主要机理有：热二次击穿、金属镀层熔 融、介质击穿、气弧放电、表面击穿和体击穿等。
图中： CR——人体和大地之间的电容。 RR——人体的电阻。
LR——人体的电感。 CS——人手臂与大地之间的电容。
Co1——人手臂与金属体之间的电容。 RS——人手臂放电路径的电阻。 LS——人手臂放电路径的电感。 Co2——人手、手指与金属体之间的电容。 CJ——金属体与大地之间的电容。 RJ——金属体的接地电阻。 LJ——金属体的接地电感。