靜電放電模擬器，也叫靜電放電發(fā)生器或ESD模擬器。靜電放電放電源的電氣模型非常簡(jiǎn)單，但是要制作出既能反映真實(shí)靜電放電過(guò)程的主要特點(diǎn)，又具有很高的放電重復(fù)性的靜電模擬器，是一件非常復(fù)雜的工作。一般的靜電放電模擬器都是利用集總參數(shù)電路實(shí)現(xiàn)其功能。但是，靜電放電本身是一個(gè)瞬變過(guò)程，涉及到頻率超過(guò)1GHz的高頻成分。因此在模擬器中集總器件的布置、寄生參數(shù)以及接地線與放電電阻的幾何尺寸、形狀都會(huì)對(duì)放電波形產(chǎn)生嚴(yán)重影響。另外，在靜電放電模擬器中有靜電高壓發(fā)生器，又有控制和測(cè)量部分的低壓電路，所以為了保證放電電流波形滿足一定的要求，在設(shè)計(jì)、制作靜電放電模擬器時(shí)，首先必須解決其本身的電磁兼容問(wèn)題。
在用靜電放電模擬器對(duì)ES敏感器件、系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，采用什么樣的放電形式，一直是一個(gè)有爭(zhēng)議的問(wèn)題?？偟膩?lái)說(shuō)，靜電放電模擬器所采用的放電方式可分為兩種，即空氣放電形式（又稱非接觸式放電）和接觸式放電方式（又稱電流注入法）
1、空氣放電方式
用
靜電放電模擬器對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行測(cè)試時(shí)，使模擬器的放電電極逐漸接近被測(cè)物體，直到電極和被測(cè)物體之間形成火花擊穿通道導(dǎo)致放電發(fā)生為止，空氣放電方式的特點(diǎn)是放電由外部空氣擊穿形成火花通道而觸發(fā)的，因此在設(shè)計(jì)ESD模擬器時(shí)不需要內(nèi)部的高壓繼電器來(lái)觸發(fā)放電。另外，在采用此種放電方式時(shí)，為了減少電極的電暈效應(yīng)，放電電極頂端一般都被做成球狀。
最初，空氣放電方式被認(rèn)為是靜電測(cè)試的最佳方式，在許多ESD測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中被普遍采用原因是人們認(rèn)為它能真實(shí)的模擬實(shí)際中的靜電放電過(guò)程。但是，在靜電測(cè)試過(guò)程中最關(guān)鍵的問(wèn)題是過(guò)程的可重復(fù)性。沒(méi)有重復(fù)性或重復(fù)性不好的測(cè)試是不可靠的，甚至是沒(méi)有意義的。隨著對(duì)ESD過(guò)程及其模擬、測(cè)試技術(shù)研究的深入，人們逐漸發(fā)現(xiàn)采用空氣放電方式作為主要的ESD測(cè)試方法有致命的弱點(diǎn)，即放電重復(fù)性極差。由于空氣放電方式涉及到外部火花通道的形成過(guò)程，溫度、濕度以及模擬器放電電極接近被測(cè)物體的速度等因素都會(huì)引起放電過(guò)程的顯著變化。實(shí)驗(yàn)表明，隨著放電電極接近被測(cè)物體速度的變化，放電電流的上升時(shí)間可由小于1μs變化到大于20ns，而當(dāng)保持接近速度恒定時(shí)也不能得到恒定的電流上升時(shí)間。在一定的電壓、速度組合下，模擬器放電上升時(shí)間的起伏仍可達(dá)到30%以上。為了得到恒定的放電電流上升時(shí)間，有人提出采用固定放電電極與被測(cè)物體之間的間距，逐漸增高放電電極的電位來(lái)引發(fā)ESD。采用這種方式時(shí)，顯然能穩(wěn)定放電電流的上升時(shí)間，但是得到的上升時(shí)間卻比實(shí)際的ESD過(guò)程中的放電電流的上升時(shí)間要長(zhǎng)得多。因此這種方法雖能獲得較好的放電重復(fù)性，但卻反映不出真實(shí)靜電放電過(guò)程中所包含的高頻成分。由于上述原因，空氣放電方式逐漸被一種叫做接觸放電方式的新方法所替代。
2、接觸放電方式
所謂接觸放電方式指的是在放電之前，現(xiàn)將靜電放電模擬器的放電電極與被測(cè)物體的敏感部分保持緊密的金屬接觸，之后由模擬器內(nèi)部的高壓繼電器觸發(fā)靜電放電。接觸放電方式與空氣放電方式相比最大的不同就是用內(nèi)部高壓繼電器觸發(fā)裝置替代了空氣放電方式中難于駕馭的空氣擊穿過(guò)程。其放電的重復(fù)性很好，也能反映實(shí)際ESD過(guò)程的主要特點(diǎn)。
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