ESD and Suge 測試

雷擊 and ESD Basic Study

IEC61000-4-5 : Surge Test
IEC61000-4-2 : ESD Test

SURGE為高能量，具數kV之相對低頻暫態信號。
: e" E. }& @; a' Q( _  Q' \# I% o雷擊是每天都會發生，全世界約44,000個暴風雨中心約會有八佰萬次的雷擊。也就是說每秒有100次的放電。在航空器上的測量及記錄顯示約每1,000個飛航時數就會有一次雷擊。

EOS: Electrical Over Stress,代表線路或電子元件承受到超過額定電流或額定電壓的攻擊. EOS有長期與瞬間兩類,而瞬間的EOS裡,如雷擊,Transient voltage,ESD(靜電),都算是較重要的考量點.所以IEC-61000-4 對產品在Surge,transient voltage,以及ESD的免疫力上,都有測試規範.依照IEC規範來說,ESD是EOS的一種.

因為ESD是導致IC毀損的重要原因,此業界的工程師習慣把ESD獨立出來,而把其他的過電流或過電壓失效稱EOS. 

 ESD是高電壓(千伏特)的瞬間放電,通常放電時間不到 2 ns,所以它算是高電壓低能量的surge,它主要的威力在高壓擊穿絕緣區,通常不會讓金屬線燒毀.目視上通常看不到破壞區.
而其他的surge (即所謂的EOS)電壓通常較ESD低,但放電時間較長(>1微秒),所以能量上比ESD大得多,它的破壞力在讓線路發熱後燒毀.所以破壞區通常是肉眼或低倍顯微鏡即可看到.


TVS (for ESD): 突波處理能力需要滿足被保護電路所預期的暫態性電流需要,抑制電壓必須低於被保護電路的最大操作電壓, 在高速IO 中,需考慮 TVS 電容值, 選擇 TVS 時, TVS的工作電壓必須大於或等於被保護電路的一般工作電壓
MOV反應速度慢,因為瞬間電壓高，直接打入元件上，造成元件擊穿
此時，必須採用TVS，使用TVS快速反應的特性，先將第一波攻擊吸收
第二波再由MOV吸收，
另外一種方式，使用電容器緩衝一下能量，幫MOV多爭取一點時間。