[導(dǎo)讀]1.關(guān)于靜電，不談理論靜電，確切的說是靜電放電的防護(hù)，是EMC設(shè)計(jì)中的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容，已經(jīng)有大量書籍，文章對此做了很多的討論。那我們?yōu)槭裁催€要再寫一篇來討論這個(gè)問題呢？因?yàn)樵趯?shí)際產(chǎn)品中，看到的一些對ESD設(shè)計(jì)規(guī)則的生搬硬套，真是讓人比較捉急。EMC設(shè)計(jì)是實(shí)踐性很強(qiáng)的一門學(xué)問，如果我...
1.關(guān)于靜電，不談理論
靜電，確切的說是靜電放電的防護(hù)，是EMC設(shè)計(jì)中的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容，已經(jīng)有大量書籍，文章對此做了很多的討論。那我們?yōu)槭裁催€要再寫一篇來討論這個(gè)問題呢？因?yàn)樵趯?shí)際產(chǎn)品中，看到的一些對ESD設(shè)計(jì)規(guī)則的生搬硬套，真是讓人比較捉急。EMC設(shè)計(jì)是實(shí)踐性很強(qiáng)的一門學(xué)問，如果我們不去思考它背后的原理，只是把別人的一些結(jié)論，用到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，不一定能起到很好的效果，甚至?xí)a(chǎn)生相反的作用。
歷史上我們看到很多猛將，都犯了類似的錯(cuò)誤，比如失街亭的蜀國大將馬謖，紙上談兵的趙國大將趙括。所以對理論的實(shí)際運(yùn)用，是我們要倍加重視的。很多寫EMC的文章，往往從麥克斯韋方程組開始，各種推導(dǎo)使人眼花繚亂，目不暇接，高山仰止，縱使法拉第再生，估計(jì)也會(huì)佩服的五(直)體(接)投(懵)地(圈)。我們今天就不討論這個(gè)方程組了(真實(shí)情況是，咱們也不懂J)。
今天我們嘗試用大家都容易看懂的方式，探討一下靜電的產(chǎn)生，靜電放電現(xiàn)象，和靜電的防護(hù)。
2.靜電的產(chǎn)生
靜電似乎是我們很熟悉的一種現(xiàn)象。干燥寒冷的冬天，特別是夜里，當(dāng)我們上床睡覺，脫下一件毛衣時(shí)，噼噼啪啪一陣亂響。或者有時(shí)候是我們手碰到金屬門把手時(shí)，輕微的啪的一聲，伴隨著麻麻的感覺。為什么會(huì)有這些現(xiàn)象呢？
我們生活中所見的物質(zhì)，大部分都是由分子和原子構(gòu)成。原子的中心是帶正電的原子核，包括帶正電荷的質(zhì)子和不帶電的中子，而圍繞其高速運(yùn)動(dòng)的是帶負(fù)電荷的電子。一般情況下，質(zhì)子的數(shù)量與電子的數(shù)量相等，所以整體對外看起來是不帶電的。
電子圍繞原子核運(yùn)動(dòng)，有點(diǎn)類似于行星圍繞太陽運(yùn)動(dòng)。舉個(gè)例子，鈉的原子大概是下面這個(gè)樣子：
中間是11個(gè)帶正電的質(zhì)子，還有12個(gè)不帶電的中子，周圍有11個(gè)帶負(fù)電的電子，排列在3個(gè)電子軌道上，離原子核最近的第一個(gè)軌道有2個(gè)電子，第二個(gè)軌道8個(gè)電子，最外層的軌道上有一個(gè)電子，這個(gè)單飛的電子具有最高的能量，而且特別容易脫離原子核的束縛。當(dāng)然這是個(gè)示意圖，實(shí)際電子不應(yīng)該在一個(gè)平面上轉(zhuǎn)，而是應(yīng)該在立體的球面上。我們把鈉原子這種電子層排布寫成下面這種形式：
Na ( 11) -2-8-1
看到這里，不能不使我們想起另一種元素。對，就是最外層有7個(gè)電子的氯
Cl ( 17) -2-8-7
跟容易失去一個(gè)電子的Na正好相反，它的最外層容易獲得1個(gè)電子，從而達(dá)到具有8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。如果把加熱的Na放入氯氣Cl中，會(huì)發(fā)生劇烈的燃燒，然后形成鹽NaCl。
對于一些原子量更大的元素，比如銅，銀，金，它們的最外層都是有單飛的電子，而且這種電子具有的能量更高，離核距離更遠(yuǎn)，所以更容易掙脫原子核的束縛，形成自由的電子，在原子之間流動(dòng)。
幾種金屬原子的核外電子排列：
銅Cu ( 29) -2-8-18-1
銀Ag ( 47) -2-8-18-18-1
金Au ( 79) -2-8-18-32-18-1
摩擦起電：
生活中的物質(zhì)有的由單一元素組成，有的由復(fù)雜的多種元素構(gòu)成，它們對電子的束縛能力也各異，當(dāng)不同的物體摩擦就會(huì)發(fā)生電子在不同物質(zhì)之間的遷移，獲得多余電子的帶負(fù)電，失去電子的帶正電。按這種特性把物質(zhì)排序，越容易失去電子的物質(zhì)越靠左，那么就得到一個(gè)靜電序列：
金屬摩擦?xí)r的靜電序列: ( )鋁、鋅、錫、銅、鉛、銻、鉗、黃銅、汞、鐵、銅、銀、金、鉑、鈀、MnO2、Pb0(-)。
非金屬的靜電序列: ( )玻璃、頭發(fā)、尼龍、毛、絲綢、人造絲、奧綸、棉織品、紙、聚苯乙烯、聚酯、聚丙烯脂、硫、聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯(-)。
空氣摩擦也是物體積聚靜電的一個(gè)重要原因。飛機(jī)在空中飛行后降落地面，通過輪胎和地面接觸也會(huì)釋放掉大量的靜電，否則可能發(fā)生嚴(yán)重的事故。
感應(yīng)起電：
除了摩擦起電，兩種物體不直接接觸，通過感應(yīng)也會(huì)導(dǎo)致靜電的積聚。
如圖帶電荷的物體會(huì)在它的周圍形成電場，如果移動(dòng)帶正電荷物體A，讓它靠近一個(gè)不帶電的導(dǎo)體B，那么由于異種電荷相吸，同種電荷相斥，會(huì)在靠近A的左端感應(yīng)出負(fù)電荷，在右端感應(yīng)出正電荷，感應(yīng)電荷在導(dǎo)體B內(nèi)形成與A的電場相反的電場。當(dāng)這兩個(gè)方向相反的電場大小相等時(shí)，形成電平衡，導(dǎo)體B內(nèi)的電子不再移動(dòng)。此時(shí)導(dǎo)體B對外部來說仍然是不帶電的。如果此時(shí)把A移開，B上的電子又會(huì)回復(fù)到均勻分布的狀態(tài)，對導(dǎo)體B來說，就像什么事情都沒有發(fā)生過。
我們怎么能在不接觸的情況下，讓導(dǎo)體B帶上點(diǎn)兒靜電呢？
兩種辦法：
一是把導(dǎo)體B從中劈開，然后再把A挪走。另一種辦法是從導(dǎo)體B連一根導(dǎo)線到大地，此時(shí)正電荷會(huì)釋放到大地上，此時(shí)再把導(dǎo)線斷開，A挪走，導(dǎo)體B上會(huì)帶上負(fù)電荷。
接觸起電：
如果使一個(gè)帶靜電的物體接觸一個(gè)不帶電的物體，那么不帶電的物體會(huì)由于電子的遷移，帶上同種電荷的靜電。
3.ESD (Electro Static Discharge)
靜電的積聚本身不會(huì)產(chǎn)生什么危害，產(chǎn)生破壞的是靜電放電的一瞬間。就像一架飛機(jī)在空中飛行的時(shí)候，可能會(huì)帶上數(shù)萬伏的高壓，并不會(huì)對人體有什么危害。但是如果落地后仍然沒有釋放掉，那么人從舷梯走下來，踏上大地的一瞬間可能就是致命的。靜電在我們印象里通常不會(huì)產(chǎn)生巨大的破壞作用，其實(shí)不然，想一想雷電其實(shí)也是一種靜電放電現(xiàn)象，我們就明白了。
帶正負(fù)電荷的物體之間會(huì)發(fā)生放電，一個(gè)帶電和不帶電物體之間會(huì)發(fā)生放電，甚至帶同種電荷的物體，只要它們的電勢不同，也會(huì)發(fā)生放電現(xiàn)象。電勢差越大，遷移的電子越多，放電通路的電阻越小，放電就越劇烈。
靜止的電荷周圍只會(huì)形成電場，但是當(dāng)放電發(fā)生時(shí)，情況就不一樣了，大家知道移動(dòng)的電荷形成電流，電流的周圍會(huì)產(chǎn)生磁場。變化的電流產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場又產(chǎn)生變化的電場。靜電的放電往往發(fā)生在一瞬間，電壓電流的變化非常劇烈，產(chǎn)生的電磁輻射也很強(qiáng)，頻帶寬。所以靜電放電和電磁干擾密不可分。
4.ESD 防護(hù)
如何防止靜電產(chǎn)生破壞作用？不外乎傳統(tǒng)的三大必殺技：一，控制干擾源。二，切斷傳播途徑。三，提高設(shè)備的抗干擾能力。在下一篇文章中我們將繼續(xù)討論一下，有哪些具體的，實(shí)用的防靜電措施，以及在實(shí)踐中常常犯的一些錯(cuò)誤。
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“沒有演武場，何處秋點(diǎn)兵” 北京2022年9月5日 /美通社/ -- 為推動(dòng)企業(yè)信息基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)工作，提升企業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全綜合管理能力，加強(qiáng)企業(yè)信息安全統(tǒng)籌機(jī)制、手段、平臺(tái)建設(shè)以及網(wǎng)絡(luò)安全事件應(yīng)急指揮能力建設(shè)，推動(dòng)...
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靜電可能是導(dǎo)致模擬和數(shù)字電路無法使用的因素之一。當(dāng)不同的材料相互摩擦導(dǎo)致電荷在物體表面積聚時(shí)，通常會(huì)發(fā)生靜電。當(dāng)它向物體放電時(shí)，這稱為靜電放電 (ESD)。
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ESD
ESD 防護(hù)
ESD 已經(jīng)存在了很長時(shí)間——可能是在大爆炸之后不久。在人類存在的大部分時(shí)間里，它都是通過宏觀效應(yīng)而聞名的，比如靜態(tài)附著和與金屬物體的輕微接觸。然而，自從半導(dǎo)體問世以來，保護(hù)電子設(shè)備免受 ESD 損壞一直是制造商的主要目...
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ESD
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信息安全
防護(hù)
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北京2022年8月4日 /美通社/ -- 近日，國家工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心主辦的《工業(yè)信息安全》2022年第4期產(chǎn)業(yè)觀察版塊刊發(fā)了北京安帝科技有限公司（以下簡稱"安帝科技"）與湖北中煙工業(yè)...
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（全球TMT2022年6月23日訊）在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的時(shí)代背景下，信息化資產(chǎn)越來越多，網(wǎng)絡(luò)安全事件頻發(fā)，大量的勒索等APT攻擊越發(fā)嚴(yán)重，網(wǎng)絡(luò)信息安全面臨巨大挑戰(zhàn)，同時(shí)國家層面對網(wǎng)絡(luò)信息安全也愈發(fā)重視，相關(guān)政策、法規(guī)也逐步出...
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上海2022年6月20日 /美通社/ -- 隨著疫情防控形勢不斷趨穩(wěn)向好，有序復(fù)工復(fù)學(xué)成為重中之重。目前，部分高年級學(xué)生也已經(jīng)返校積極投入復(fù)習(xí)。校園是教職工、學(xué)生的流動(dòng)集散地，極容易成為病毒的集散場所，所以校園...
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