ESD的來源及其對集成電路的危害
發布時間：2021-05-26 15:57
閱讀：68 次
將兩種不同材料的物體摩擦后，一種帶正電，另一種帶負電，從而在兩者之間產生一定的電壓。 電壓的大小取決于材料的性質，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，則會發生強烈的瞬時放電，這稱為ElectroStaTIcDischarge。 一般而言，帶靜電的對象可以簡單地模擬為一個很小的電容器，該電容器充電到很高的電壓。
當集成電路（IC）經受ESD時，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，放電電路的電阻幾乎為零，這將導致高達數十安培的瞬時放電尖峰電流流入相應的IC引腳。 瞬時大電流會嚴重損壞IC，并且局部加熱產生的熱量甚至會熔化硅芯片。 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。 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，IC通常會因過熱而燒壞。
對于串行接口設備，ESD會使IC異常工作，發生通信錯誤，并嚴重損壞它。 為了分析故障現象，MAXIM對不同制造商的RS-232接口設備進行了ESD測試。 事實證明，有兩種常見的故障現象：一種故障現象是串擾，信號接收器接收到的信號干擾了發送器，從而導致誤碼（見圖1）。 另一類故障是在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，則過多的反饋電壓會損壞由單個電源（+ 5V）供電的其他設備。
