[科普中国]-人体放电模型

人体放电模型（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。

简介人体放电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。1

法规十九世纪时，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。1

人体模型在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。1

静电放电机器模型机器模型的等效电路与人体模型相似，但等效电容是 200pF，等效电阻为 0，机器模型与人体模型的差异较大，实际上机器的储电电容变化较大，但为了描述的统一，取 200pF。由于机器模型放电时没有电阻，且储电电容大于人体模式，同等电压对器件的损害，机器模式远大于人体模型。2

静电放电充电器件模型半导体器件主要采用三种封装型式(金属、陶瓷、塑料)。它们在装配、传递、试验、测试、运输及存贮过程中，由于管壳与其它绝缘材料(如包装用的塑料袋、传 递用的塑料容器等)相互磨擦，就会使管壳带电。器件本身作为电容器的一个极板而存贮电荷。CDM 模型就是基于已带电的器件通过管脚与地接触时，发生对地放电引起器件失效而建立的。2

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所