人体放电模型

✍ dations ◷ 2025-06-08 07:26:08 #电击穿,电气安全,静电学,电现象

人体模型(HBM)是静电放电(ESD)模型的一种,是分析电子元件对静电放电耐受性特性时,最常使用的模型。此模型是模拟带有静电的人碰到电子元件时,在几百纳秒(ns)的时间内产生数安培的瞬间放电电流。对2千伏的ESD放电电压而言,其瞬间放电电流的尖峰值大约是1.33 安培。

十九世纪时,人们曾用这种模型来调查矿坑中的气体混合物爆炸事件。美国军用标准MIL-STD-883的第3015.8号方法建立了一个简化的等效电路,以及模拟人体模型需要的测试程序。

另一个国际广为使用的法规是ANSI/ESDA-JEDEC JS-001:静电放电敏感度测试。

人体模型主要用在工厂生产环境中,另一个类似的法规IEC 61000-4-2,则是在在系统层级的测试。

在JS-001-2012及MIL-STD-883H中,带电的人体都用100皮法(pF)电容器及1500欧姆的放电电阻来模拟。在测试过程中,电容会充电到数千伏(常见的是2kV、4kV、6kV及8kV),再借由电阻串联到被测器件进行放电 。典型的HBM波形有2至10纳秒的上升时间、每千伏特0.67安培的电流,及200纳秒脉冲宽度的双重指数信号衰减波形。

如果带电人体通过其手持的小金属物件,如钥匙、螺丝刀等对其他物体产生的放电称为人体-金属ESD模型,与典型的人体放电模型有明显的差别。人体-金属ESD产生的放电电流的峰值一般要比人体ESD大5~7倍。原因是金属物件的电极效应使得人体放电的等效电阻显著变小。

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