淺談數字儀器抗靜電干擾的重要性及控制措施

吳白丁/浙江省計量科學研究院

0 引言

早期常用各類電子組件體積大且頻寬窄，因此靜電對這些大體積的組件來說，幾乎不造成什么影響。隨著IC 制造技術的不斷進步和μm(微米)時代的到來，常用電子組件的尺寸大大縮小，已可以完全縮放到一個小小的芯片里面。在這種情況下，靜電對現代數字儀器使用的如此小且頻寬很寬的前端取樣電路而言，造成的影響和傷害是難以想象的。本文旨在闡述ESD(Electrostatic Discharge)對所使用的電子組件的影響和提供一些控制ESD傷害的措施。雖然無法完全解決問題(ESD是在任何地方都會產生的)，但可以把ESD所帶來的影響和傷害減少到最小。

1 關于靜電

眾所周知，物質由分子構成，分子又由原子構成，而原子則由帶負電荷的電子和帶正電荷的質子構成。在正常狀況下，一個原子的質子數與電子數的數量相同，正負平衡，所以對外表現出不帶電的現象。但是環繞于原子核周圍的電子，一旦受到外力作用即脫離軌道，離開原來的A原子而侵入其他的B原子。這時A原子因正常電子數減少而帶有正電，稱為陽離子；B原子因正常電子數增加而帶負電，稱為陰離子。造成不平衡電子分布的原因是電子受外力作用而脫離軌道，這個外力可以是各種形式的能量（如動能、勢能、熱能、化學能……等）。在日常生活中，任何兩個不同材質的物體接觸后再分離，即可產生靜電。

一般根據防范要求可將靜電分成4個等級，如表1所示。

表1

各等級有不同的靜電電壓防范要求，Class 0等級雖然電壓較低(0～199 V)，但并不表示它的殺傷力最小。