靜電多由絕緣體物體間互相磨擦或干燥空氣與絕緣物磨擦產(chǎn)生.當(dāng)它能量積累到一定程度,防礙它中和的絕緣體再也阻擋不住時(shí),即發(fā)生劇烈放電,即靜電放電(ESD),這時(shí)的*高電壓可達(dá)幾千乃至幾萬伏.勢必對靜電敏感組件造成損害
生活,生產(chǎn)中靜電可謂無處不在,無時(shí)不在,從舉手投足間服裝的磨擦,到干燥空氣的流動(dòng),都是靜電產(chǎn)生的原因. 如果條件適宜,瞬間即可實(shí)現(xiàn).這些都對CMOS等靜電敏感電路造成極大威脅,因此電子行業(yè)盡一切努力進(jìn)行靜電防護(hù).
靜電放電(ESD)及電氣過載(EOS)對電子元器件造成損害的主要機(jī)理有:熱二次擊穿;金屬鍍層熔融;介質(zhì)擊穿;氣弧放電;表面擊穿;體擊穿等.
ESD的特殊性:一是靜電的產(chǎn)生和積累要一定的條件和過程，所以未加保護(hù)也不見得件件產(chǎn)品都會(huì)受到ESD傷害，有一定的"偶然性；二是由于多數(shù)情況下ESD能量都較小，所以受到ESD傷害的也并不表現(xiàn)為立即報(bào)廢，有些僅表現(xiàn)為漏電增加，工作不穩(wěn)定，甚至在出廠測試中一時(shí)表現(xiàn)不明顯，以后發(fā)現(xiàn)問題易歸咎為材料**或設(shè)計(jì)**而不自省，因此常使人們認(rèn)識(shí)不到ESD的危害，抱有僥幸心理.
靜電防護(hù)的相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)有
.國際電工委員會(huì)的IEC 61000-4-2
Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4: Testing and measurement techniques - Section 2: Electrostatic discharge immunity test. Basic EMC Publication
.我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17626.2《電磁兼容 試驗(yàn)和測試技術(shù) 靜電放電抗擾度試驗(yàn)》
IEC 61000-4-2和GB/T 17626.2規(guī)定要求的*高試驗(yàn)電壓是接觸放電8kV,空氣放電15kV(不包括開放等級(jí)的特殊電壓)
一個(gè)良好的電子系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)該在電路設(shè)計(jì)的*初階段就考慮瞬態(tài)保護(hù)要求。保護(hù)電路的基本原理是，使用電壓箝位電路阻止高壓進(jìn)入，同時(shí)提供大電流分流通道。有多種電路設(shè)計(jì)可以達(dá)到ESD保護(hù)的目的，但選用時(shí)必須考慮以下原則，并在性能和成本之間加以權(quán)衡： .速度要快，這是ESD干擾的特點(diǎn)決定的； .能應(yīng)付大的電流通過； .考慮瞬態(tài)電壓會(huì)在正、負(fù)極性兩個(gè)方向發(fā)生； .對信號(hào)增加的電容效應(yīng)和電阻效應(yīng)控制在允許范圍內(nèi)； .考慮體積因素； .考慮產(chǎn)品成本因素。
一般來說，與外部設(shè)備連接的接口電路都需要加保護(hù)電路，具體的環(huán)節(jié)有：串行通信接口、并行通信接口、鍵盤接口、顯示接口等。
TVS（瞬態(tài)電壓抑制器）二極管。是近幾年發(fā)展起來的一種固態(tài)二極管，專門用于ESD保護(hù)。TVS二極管是和被保護(hù)電路并聯(lián)的，當(dāng)瞬態(tài)電壓超過電路的正常工作電壓時(shí)，二極管發(fā)生雪崩，為瞬態(tài)電流提供通路，使內(nèi)部電路免遭超額電壓的擊穿或超額電流的過熱燒毀。由于TVS二極管的結(jié)面積較大，使得它具有泄放瞬態(tài)大電流的優(yōu)點(diǎn)，具有理想的保護(hù)作用。 改進(jìn)后的TVS二極管還具有適應(yīng)低壓電路（＜5 V）的特點(diǎn)，且封裝集成度高，適用于在印制電路板面積緊張的情況下使用。其響應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)小于1ns,有很低的箝位電壓,經(jīng)過多次ESD過程后不會(huì)劣化.這些特點(diǎn)決定了它有廣泛的適用范圍，尤其在**便攜設(shè)備的接口電路中有很好的使用價(jià)值。
