基本ESD模型
将一个电容充电到高电压（一般是2kV至8kV），然后通过闭合开关将电荷释放进准备承受ESD冲击的“受损”器件（图1）。电荷的极性可以是正也可以是负，因此必须同时处理好正负ESD两种情况。
(1) HBM ( Human Body Model)，人体放电模型；
指带电荷的人体与集成电路产品的管脚接触并发生静电荷转移时，产生的ESD现象。
人体等效电阻约1500欧姆，等效电容值为lOOpF，Ls与Cs寄生电感和电容。该ESD放电产生电流波形的上升时间在2~ 10ns范围内，持续时间在150 ~ 200ns范围内.由于HBM模型中的电感、电容等参数针对于不同环境和人体会有所差异，因此各组织机构制定各自HBM模型中的寄生电容、电感值略有差异，但其HBM放电波形基本一致。
(2) MM ( Machine Model)，机器放电模型；
模拟机器手臂等金属工具与芯片管脚接触并发生静电荷转移，产生的ESD事件。
金属机械的寄生电阻较小（约20欧姆）、等效电容较大（200pF)且存在寄生电感Ls,因此MM放电过程维持时间短，电流波形呈阻尼振荡且峰值电流较高，一般为相同等级HBM ESD峰值电流的20 ~ 30倍。MM波形上升时间在6 ~ 8ns范围内，脉宽约为100ns。
备注：MM模型，由于电阻过小，实验严苛，目前已经基本不再进行，用CDM代替；
(3) CDM ( Charged Device Model)，组件充电模型；
主要模拟封装后的芯片在装配、运输中由于摩擦或者感应自身携带了电荷，当芯片管脚接触到地或其他物体引起电荷转移，大量电荷从IC内部流出产生的ESD现象。
芯片本身的寄生电阻、电容和电感与芯片的版图尺寸、封装形式、放电位置等都有密切关系。芯片寄生电阻较小（约15欧姆），因此CDM放电过程迅速，其电流波形的上升时间约为0.2ns ~ 0.4ns，脉宽小于5ns,电流峰值也较大，约为相同等级HBM ESD的15 ~ 20倍。由于其电流脉冲上升时间极短，对ESD防护器件的开启速度要求十分严格。
(4) HMM ( Human-Metal-Model)，人体金属放电模式；
业界最新研究的一种ESD模式，主要模拟带有静电荷的人体通过金属、机械等与芯片管脚相接触，发生电荷转移的ESD过程。
HMM主要用来评价芯片在系统级ESD测试中的鲁棒性。该模型尚在广泛讨论当中，并无标准的模型和参数，只有两个指导性文档ESD TR5.6-01-09和DSP5.6。
备注：上图中模拟了一种人体金属模式等效电路图，等效电容为150pF，等效电阻约为330^2, L1、C1、L2为放电回路寄生参数，Cb为平板电容，其放电波形的上升时间大概为0.8ns±0.2ns，持续时间约为50ns。
ESD 失效原因
失效类型分为两大类：致命失效 & 性能退化；
致命失效：介质击穿、金属溶断、PN结穿刺、接触孔金属电迁移等，它会直接造成开路、短路或漏电增大，导致芯片永久性失效；
性能退化：会造成芯片内部电路参数漂移、寿命降低，影响芯片的工作性能但一般不会立刻导致芯片失效。
ESD保护电路的功能
其在芯片功能正常工作时处于透明状态，不影响产品性能参数，占据芯片版图面积小，并且在ESD应力下能够及时快速的开启，将ESD电流通过ESD防护电路顺利泄放，将芯片内电压箱位在安全范围，有效保护芯片内部胞弱的晶体管，同时ESD防护器件本身要足够强壮而不被ESD应力损坏。这就要求了设计优异ESD防护器件应满足的四个标准：透明性、敏捷性、有效性和鲁棒性。
ESD 关键参数
说明：
反向工作电压：对应线路上的工作电压 or 最高变频电压；
最小击穿电压：测量方式为反向电流1mA时的电压；
反向漏电流：在最大反向工作电压对应的电流；高阻端口
钳位电压：当电路经过8个20us的pulse后，在规定电流下的残余电压；为了确保在8个20us的pulse后，电路依然可以正常工作；
结电容：速率高的场景，对结电容敏感；
注意：
ESD的截止电压需要大于被保护IC的最大工作电压，否则会影响电路正常工作；如：工作电压为5V的线路，应选择截止电压大于等于5V的ESD器件进行保护；
在高速端口（如：USB 3.0, USB3.1, HDMI, IEEE1394等）,ESD保护器件的结电容应选择尽量小，以避免影响通信质量；
根据电路设计布局及被保护线路选择合适的封装形式。一般情况下：ESD器件封装大小从一定程度上可以反应防护等级大小，一般封装越大，可容纳的ESD芯片面积也越大，防护等级也越高；
接口尽量靠近大面积的底线，泄放回路也是越短越好；
电路保护器件
该内容是小编转载自网络，仅供学习交流使用，如有侵权，请联系删除。如果你还想了解更多关于电子元器件的相关知识及电子元器件行业实时市场信息，敬请关注微信公众号 【上海衡丽贸易有限公司】
,
