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    ESD的來(lái)源及其對集成電路的危害

    time發(fā)布時(shí)間:2021-05-26 15:57
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    將兩種不同材料的物體摩擦后,一種帶正電,另一種帶負電,從而在兩者之間產(chǎn)生一定的電壓。 電壓的大小取決于材料的性質(zhì),空氣的干燥度和其他因素。 如果帶有靜電的物體靠近接地導體,則會(huì )發(fā)生強烈的瞬時(shí)放電,這稱(chēng)為ElectroStaTIcDischarge。 一般而言,帶靜電的對象可以簡(jiǎn)單地模擬為一個(gè)很小的電容器,該電容器充電到很高的電壓。  
    靜電的來(lái)源——摩擦起電
    當集成電路(IC)經(jīng)受ESD時(shí),放電電路的電阻通常很小,這不能限制放電電流。 例如,當將靜電荷電纜插入電路接口時(shí),放電電路的電阻幾乎為零,這將導致高達數十安培的瞬時(shí)放電尖峰電流流入相應的IC引腳。 瞬時(shí)大電流會(huì )嚴重損壞IC,并且局部加熱產(chǎn)生的熱量甚至會(huì )熔化硅芯片。  ESD對IC的損壞通常還包括內部金屬連接被燒毀,鈍化層被破壞,晶體管單元被燒壞等。
     
    ESD也可能導致IC死鎖(LATCHUP)。 該效果與CMOS器件內部的晶閘管狀結構單元的激活有關(guān)。 高壓可以激活這些結構以形成大電流通道,通常從VCC到地。 串行接口設備的死電流通常為1安培。 死電流將一直保持到設備斷電為止。 但是到那時(shí),IC通常會(huì )因過(guò)熱而燒壞。  
    ESD的來(lái)源及其對集成電路的危害
    對于串行接口設備,ESD會(huì )使IC異常工作,發(fā)生通信錯誤,并嚴重損壞它。 為了分析故障現象,MAXIM對不同制造商的RS-232接口設備進(jìn)行了ESD測試。 事實(shí)證明,有兩種常見(jiàn)的故障現象:一種故障現象是串擾,信號接收器接收到的信號干擾了發(fā)送器,從而導致誤碼(見(jiàn)圖1)。 另一類(lèi)故障是在IC內部形成反向電流通道,因此接收器端口接收到的RS-232信號電平(±10V)被反饋到電源端子(+ 5V)。 如果電源不具有吸收電流的功能,則過(guò)多的反饋電壓會(huì )損壞由單個(gè)電源(+ 5V)供電的其他設備。
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