谁伤害了你的硬件？剖析静电放电现象

二、ESD是电脑的无形杀手

    在我们的周围环境甚至我们的身上都会带有不同程度的静电，当它积累到一定程度时就会发生放电。ESD过程是处于不同电势的物体之 间的静电电荷转移过程，其强烈程度受电量大小及物体间距的影响。自然界的雷电是强对流气候下典型的ESD现象(图1)，瞬间所释放的巨大能 量，能将雷电所经过的空气电离，使空气变成阻值很低的导电通道，形成极强的电流和高温，其破坏力不可小觊。

图1

    日常生活中的ESD现象频繁地发生着，虽然没有大自然中的雷电那么强烈，但也会有火花式放电，不仅伴有“噼叭”声响，还会闪闪发光。寒冷干燥的冬夜里，关掉灯脱毛衣时就能真切地感受到这一现象。研究表明，当电压大于8000V时可以看到ESD发出的光亮，当电压大于6000V时可以听到ESD的放电声；当电压大于3000V时可以感觉到有ESD发生；而当静电电压低于3000V时，也会发生ESD过程，只是我们感觉不到。也就是说，很多ESD过程是在我们未察觉的情况下，悄无声息地进行着。

    ESD对电脑的损害，其严重程度与静电电压高低和能量大小有关。如果能量较小，则只能将元件击穿，电压消失后，器件性能仍能恢复到原始状态。如果能量较大，在击穿后接着形成大电流对元件形成永久性损害，如晶体管元件结电阻降低、漏电流增大，薄膜电阻器局部介质击穿而发生阻值漂移等。ESD的危害有一定偶然性，不见得每一次都造成元件彻底报废，多数情况下仅表现为稳定性降低。对于静电给电子元器件造成的种种“内伤”，人们往往认为是元器件老化，而没有想到是ESD的危害。笔者经历过许多电脑故障，根本查不出损坏原因，现在想来估计与ESD有关。

    ESD损害的严重程度还与元件对静电的敏感度有关。如今电脑里的CPU、存储器芯片和主板上的南桥、北桥等超大规模集成电路广泛采用 CMOS(复合金属氧化物半导体)材料，CMOS器件具有集成度高、成本低、速度快、能耗低的优点，因此使用范围很广。然而，CMOS器件的一个致 命的弱点是静电敏感度高，很容易被ESD击穿。