淺述靜電放電發(fā)生器的歷史發(fā)展過程

  靜電放電發(fā)生器又稱靜電放電模擬器、靜電放電模擬發(fā)生器、靜電放電測試儀器、靜電放電槍、靜電放電抗擾度測試儀器。靜電放電是當(dāng)靜電電荷積累到一定程度時(shí)，將對(duì)周邊的物體以極短的時(shí)間進(jìn)行放電，極易造成電氣和電子設(shè)備、半導(dǎo)體器件的損壞。靜電放電發(fā)生器是通過模擬靜電放電，為評(píng)定電氣和電子設(shè)備及器件靜電抗擾度性能提供一個(gè)準(zhǔn)確理想的依據(jù)。

  人體對(duì)物體或兩個(gè)物體之間產(chǎn)生的靜電，可能引起電氣，電子設(shè)備的電路發(fā)生故障，甚至被損壞。所以，模擬靜電放電的測試在*范圍內(nèi)廣泛地應(yīng)用。靜電放電發(fā)生器 (ESD Generator) 或叫靜電放電模擬器(ESD Simulator)，俗稱靜電放電槍(ESD gun)是電磁兼容測量與試驗(yàn)中靜電放電抗擾度(ESD immunity)試驗(yàn)中的重要設(shè)備。目的是為了檢驗(yàn)電子設(shè)備受到外來靜電放電時(shí)能否正常工作，是電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-4-2。

  人體模型(HBM) 人體靜電是引起火和電火工品發(fā)生意外爆炸的主要和經(jīng)常的因素，因此國內(nèi)外對(duì)電火工品的防靜電危害要求都是以防人體靜電為主，并建立了人體模型(Human Body Model - HBM)，HMB是ESD模型中建立早和主要的模型之一。人體能貯存一定的電荷，所以人體明顯地存在電容。人體也有電阻，這電阻依賴于人體肌肉的彈性、水份、接觸電阻等因素。大部分研究人員認(rèn)為電容器串一電阻是較為合理的電氣模型,過去有許多研究試圖確定典型人體的這些參數(shù)的適當(dāng)取值。通常把電容器串聯(lián)一電阻作為人體模型。早在1962年，美國國家礦務(wù)局測得22人次人體電容范圍為95～398PF，平均電容值為240，100次試驗(yàn)測得手與手之間的平均電阻為4000Ω。

  這些數(shù)據(jù)為建立了人體模型起了一個(gè)好的開端，做過一些修改之后，用在電子工業(yè)中建立早期的模擬電路。Kirk等人測得人體電容值的范圍為132-190PF。人體電阻值為87-190Ω。為了求得一致，美國*1980年提出了一個(gè)電容值為100PF，電阻為1.5kΩ的所謂“標(biāo)準(zhǔn)人體模型”。這一標(biāo)準(zhǔn)得到廣泛采用，但在后來也遇到一些問題。

  機(jī)器模型(MM) 機(jī)器模型因在日本得到廣泛應(yīng)用，也叫日本模型。與家具模型不同的是它主要由200pf電容串非常低的電阻(<10Ω)代替通常串聯(lián)的電阻構(gòu)成。機(jī)器模型的典型代表如帶電絕緣的機(jī)器人手臂、車輛、絕緣導(dǎo)體等。機(jī)器模型放電的波形與預(yù)料的家具模型波形相似，不同的是帶電電容較大。典型的機(jī)器模型對(duì)小電阻(<10Ω)放電的波形, 峰值電流可達(dá)幾百安培，持續(xù)時(shí)間(決定于放電通路的電感)為幾百納秒。

人體金屬ESD模型(場增強(qiáng)ESD模型)場增強(qiáng)模型或人體金屬模型是用來描述人體通過手握金屬工具如鑷子等的放電模型。由于靜電場集中在工具的尖處，所以有效放電電阻減小。Hyatt[]等人描述的這種模型電阻為350Ω～500Ω，電容與人體模型的電容相等。由于時(shí)間常數(shù)正比于電阻，其主要的區(qū)別在于這種模型的低電阻引起的放電電流上升和下降時(shí)間較快。

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