【正文】 放電，充電也會發(fā)生。直到手指距離鍵盤更近時，電弧才會再次發(fā)生?！　×硪粋€原因是可能是因為人體向鍵盤移動。我們可以將鞋跟看成一個RC網(wǎng)絡，其電阻很大。人體似乎達不到這樣高的數(shù)值。但這只能解釋多次放電之間的間隔為(s級的現(xiàn)象，更長的間隔則說不通。C人體 上的電荷主要集中在腳跟處，在腳底表面也會分布一些。結(jié)果再次發(fā)生電弧，C臂 和CF 開始放電。當C臂 和C指 放電完畢時，電弧會熄滅。導致這種多次放電的因素有2 ~ 3個。許多實驗表明，在一個靜電放電事件中，會發(fā)生多次放電。圖9靜電放電的簡單RC模型　　以上對充電和放電過程進行了完整的討論?！　D9是一個忽略了人體實際情況的簡單RC模型。另一個重要的事實是，C指 、C臂鍵盤 、C臂 、L臂 和R臂 對高頻的產(chǎn)生有很大影響。所幸的是，我們可以用統(tǒng)計的方法來處理這個問題?！　〔粌H電流波形在時間特性上差異很大，而且幅度也回在1A至200A范圍內(nèi)變化（計算機模型計算的結(jié)果給出更寬的范圍）。圖8 典型人體靜電放電電流波形　　在這個波形中，低頻成分轉(zhuǎn)移的電荷比高頻成分多，但是高頻成分 會產(chǎn)生更強的場。圖4 高頻圖5 低頻圖6 欠阻尼圖7 過阻尼　　計算機仿真和實驗都表明波形不是過阻尼就是阻尼很大的振蕩，這取決于人體的具體位置和大小。不同的波形如圖3~7所示。電容放電不僅會產(chǎn)生上述頻率范圍內(nèi)的電流，還會產(chǎn)生阻尼振蕩。C臂 和C臂鍵盤 的放電產(chǎn)生較高的頻率?！　 、L 和C 的值決定了放電電流的波形。并且，經(jīng)過C人體 的放電電流中的任何高頻成分都趨向流過C鍵盤 ，而不是鍵盤的地線。另外，C人體 的放電路徑還包含由R鍵盤 、L鍵盤 和C鍵盤 構(gòu)成的并聯(lián)網(wǎng)絡。這意味著C 臂 和C臂鍵盤 的放電比C指 單獨放電要慢。但是，這個并聯(lián)網(wǎng)絡的放電電流不僅僅流過R 電弧 和L電弧 ，也流過R 臂 和L臂 。因此，只有當輝光放電沒有發(fā)生時，靜電放電的最高頻率才取決于R 電弧 、L電弧 和C指 的量值。在電弧發(fā)生之前，離子流提供的旁路會對C指 充電。輝光放電的發(fā)生會嚴重影響放電波形。較小的手和較細的手指具有較小的C指 ，而從理論上講，較小的C指 具有較高的頻率。阻尼特性取決于R 電弧 ，而回路的振蕩頻率取決于L電弧 和C指 。當電弧形成時，首先使C指 放電。特別是R電弧 的值，開始時較大，隨著空氣電離程度的增加，越來越小。如圖2所示，基本模型保持不變，僅在電弧放電路徑上與C指 并聯(lián)了電阻和電感。由于更快的電流上升速率和更大的幅度，因此會產(chǎn)生更強的靜電放電。由于在電弧形成過程中手指保持向鍵盤移動，因此快速移動時比慢速移動時形成的電弧間隙小（即使電壓是相同的）。　　雖然在電弧發(fā)生之前手指向鍵盤逼近的速度并不重要，但是在電弧發(fā)生期間手指逼近鍵盤的速度卻非常重要。當人的手指靠近鍵盤時，手指與鍵盤之間的場強會很強，導致空氣擊穿?！　∏懊娴哪Ｐ屯暾孛枋隽遂o電放電事件中發(fā)生的充電過程?！?) 雖然這個模型是針對人體鍵盤模型提出的，但實際是非常通用的。　4) 這個模型中的設備是接地的。這意味著在設計用來模擬這個模型的靜電放電發(fā)生器時要非常仔細。注意，這并不是不變的，當人體靠近大地時，人體的電容更大一些。關(guān)于這個模型，需要強調(diào)以下5點：　1) 雖然模型中用集總參數(shù)來描述，但是一定要清楚在實際中是分布參數(shù)?！　∥覀儗⒈纠械娜梭w和鍵盤用圖1所示的模型來表示。這個電場會在設備上感應出不同的電壓。但是即使接近速度很快，充電電流的上升速率也是很低的，因此，在放電發(fā)生之前形成的充電過程并不會對鍵盤的工作造成任何影響。人體與鍵盤之間的距離越近，鍵盤上相反的電荷越多。由于鍵盤是接地的，因此其充電過程是由電子在鍵盤內(nèi)部的地線上流動而產(chǎn)生的（沒有接地的設備是由電荷重新分布來抵消人體電荷的）?！　∠旅妫侔褜嵗械逆I盤加入到討論中。空氣電離是指當加在氣體上的電場強度很高時，氣體中的自由電子或離子將獲得足夠的能量，撞擊其它原子和分子，產(chǎn)生更多的自由電子和離子，形成導電氣體。電壓可以達到很高，甚至發(fā)生輝光放電。例如，假設鞋跟從地毯吸引電子，地毯上留下了正電荷，鞋子上帶負電荷，這些負電荷會將人體上的正電荷吸引到腳上，于是人體的其它部位剩下負電荷。鞋跟上的靜電荷會產(chǎn)生一個靜電場，在這個靜電場的作用下，腳跟處會感應出極性相反的電荷，于是人體上的電荷要重新分布?！　≈链?，我們僅討論了鞋子和地毯這樣一些絕緣介質(zhì)。這意味著鞋子的充電會達到一個平衡點，在平衡點，充電電流等于回放電流。大部分回放電流流過鞋子和地毯，一小部分流過空氣。當人在地毯上行走時，鞋子上的電荷越來越多，直到鞋子存不下為止。因此，在實際中很難預見鞋子是帶正電還是負電。有時人造織物會從橡膠吸引電子，而有時相反。許多文獻都給出了摩擦生電的排序表，說明什么物質(zhì)可以從什么物質(zhì)吸引電子。這時，電荷會在地毯和鞋之間移動，具體移動方向取決于鞋子和地毯材料的分子結(jié)構(gòu)?！　∈紫任覀兗僭O人體是不帶電的，然后討論人體充電的過程。本例中的設備是計算機的鍵盤（因為鍵盤是操作員最頻繁接觸的）。本章對靜電放電進行詳細的論述?！∮嘘P(guān)靜電放電機理、對設備造成影響的機理和解決靜電放電問題的方法。往往當問題解決時，他們并不知道為什么解決，并且心里還是忐忑不安，生怕問題沒有徹底解決。事實上，設計人員在設計產(chǎn)品時，幾乎沒有固定的思路來防止靜電放電問題。但是與與日俱增的靜電和更加嚴格的靜電放電抗擾度要求相比，設計人員有關(guān)靜電和靜電放電的知識卻沒有增加。特別是北方地區(qū)，冬季越來越干燥，幾乎人人身上都攜帶著數(shù)千伏的靜電（過去化纖衣料較少，這個問題還不是很突出），靜電的潛在危害無處不在。靜電放電解決指南序言　　近日來，許多人通過信函咨詢有關(guān)靜電放電的問題，有些人甚至帶著他們的產(chǎn)品來我所培訓時進行討論，尋求妥善解決的方法。從他們急切的心情中，可以理解靜電放電問題真是讓人傷透了腦筋?！　‰S著電子/信息技術(shù)的發(fā)展，設計人員的知識增長呈現(xiàn)出前所未有的速度。這就是為什么我們設計產(chǎn)品總是會出現(xiàn)靜電放電方面的問題的原因。當問題出現(xiàn)時，他們會嘗試各種方法，直到問題解決。之所以會這樣，是因為我們不知道靜電放電對設備造成影響的機理，因而也就不知道怎樣來消除這種影響?？梢詮南旅嫖鍌€內(nèi)容進行考慮：　　第一：靜電放電的模型，靜電放電對電子設備的影響　　第二：固件、軟件和線路板上的對策　　第三：電纜與機箱設計指南　　第四：電路設計指南　　第五：制造、運輸和安裝過程中的注意事項 要完全理解靜電放電（E電弧D）事件，必須首先了解靜電放電產(chǎn)生的原因。為了使講解更具體，以在地毯上行走的人接觸電氣設備為實例。但一定要記住，這里介紹的靜電放電過程適合于其它任何場合。當人在地毯上行走時，鞋跟會與地毯碰撞接觸。這通常稱為摩擦充電。實際上，很難確定一個能夠用實驗重復的精確序列。這通常用物質(zhì)表面不純來解釋。但有一點是肯定的，就是鞋子上會帶電，而地毯上的腳印上會帶相反的電荷。　　與充電過程相反的過程是回放電流。較高的濕度會降低介質(zhì)的電阻，增加回放電流。溫度也會影響介質(zhì)的電阻，但比濕度的影響小得多。不要忘記，還有人體這樣一個導體存在。人體組織，除了皮膚以外，是十分良好的導體，因此在人體的其它部分會產(chǎn)生與腳上電荷極性相反的電荷。人體上的電荷量取決于前面所述的回放電流?！　≥x光放電是空氣電離的結(jié)果。只要外界的電場強度足夠大，就能維持這一狀態(tài)。當人體接近鍵盤時，會在鍵盤上靠近人體（手臂）部位感應出相反的電荷。在本例中，由于人體帶負電荷，因此鍵盤會通過地線失去電子而帶正電荷。鍵盤充電的速度與人體接近鍵盤的速度有關(guān)?！　”瘸潆姼匾囊粋€因素是放電之前存在與人體和設備之間的靜電場。設備上不同部位的電位差如果太大，會造成集成電路等器件的損壞（這意味著并不只有靜電放電會帶來危害）。 圖1 人體和鍵盤靜電放電系統(tǒng)的模型圖中各參數(shù)的含義如下：　　　C人體 = 人體和大地之間的電容　　　R人體 = 人體的電阻　　　L人體 = 人體的電感　　　C臂 = 人手臂與大地之間的電容　　　C臂鍵 = 人手臂與鍵盤之間的電容　　　R臂 = 人手臂放電路徑的電阻　　　L臂 = 人手臂放電路徑的電感　　　C指 = 人手、手指與鍵盤之間的電容　　　C鍵盤 = 鍵盤與大地之間的電容　　　R鍵盤 = 鍵盤到大地路徑的電阻　　　L鍵盤 = 鍵盤到大地路徑的電感　　C指 、C臂鍵 與C鍵盤 之間的電阻和電感很小，因此沒有包含在這個模型中。（在精確描述靜電放電過程方面，傳輸線理論更適合）　2) C人體 、C臂 和C鍵盤 通常稱為自由空間電容，因為這兩個電容元素（身體和地球）通常距離較遠，接近自由空間的電容值?！?) 在C臂鍵盤 與鍵盤之間或 C臂 與C人體 與大地之間沒有電感或電阻。甚至一根導線的電感也會嚴重影響結(jié)果。手持或袖珍設備中沒有R鍵盤 和L鍵盤 。通過改變L、R、C，可以作為其它靜電放電現(xiàn)象的模型。下面要討論放電過程。這首先形成一個離子導電通路，然后形成電弧，這時開始了主要的放電過程。電弧形成所需要的時間遠比電弧的持續(xù)時間長。因此，對于快速移動，與電弧間隙的電壓會很高?！　η懊娴哪Ｐ蜕晕⑦M行修改，就可以用來描述靜電放電過程。R電弧 和L電弧 并不是常數(shù)，在電弧發(fā)生過程中是發(fā)生變化的。圖2包含了弧光的靜電放電模型　　這個模型雖然有一定的局限性，但是能夠比較確切地描述靜電放電的過程。 R電弧 、L電弧 和C指 形成了一個阻尼震蕩回路。C指 的量值取決于手指和手的大小。但是，較細的手指也會在較低的電壓形成輝光放電。在這個模型中，輝光放電的離子流可以看成將C指 、C臂鍵盤 和C臂 短路的旁路電阻。這意味著，放電波形中的高頻成分會減少。　　當CF 放電時，由C 鍵盤 、C臂 和C臂鍵盤 構(gòu)成的并聯(lián)網(wǎng)絡也開始放電。另外這個并聯(lián)網(wǎng)絡的電容大于C指 。對于C 人體 ，放電路徑包括R人體 、L人體 、 R臂 、L臂 和L電弧 ?！　⌒枰赋龅氖牵贑指 、C臂鍵盤 和C臂 的放電電流中，僅有很少一部分流過鍵盤的接地路徑。鍵盤地線中的電流僅限于C人體 放電電流中的低頻成分。如前所述，C指 的放電電流會產(chǎn)生很高的頻率。最后，C人體 的放電產(chǎn)生較低的頻率。根據(jù)R 、L 和C 的具體數(shù)值，這種阻尼振蕩可以是過阻尼，也可以是欠阻尼。圖3 極高頻率典型放電的完整波形如圖8所示（虛線表示有電暈放電影響時的波形）。 由實驗得出的各個參數(shù)的范圍如下：　　　　Tr （上升時間） = 200ps至70ms　　　　TS（尖峰寬度） =