压敏电阻用于SCB火工品静电防护的研究(3)
（3）较低的熔点和电离能
由于半导体桥中硅的熔点是1410℃，而桥丝（通常为镍铬合金）的熔点为1500℃，且在相同的温度下，硅的蒸汽压比镍的蒸汽压大20倍，另一方面，多晶硅材料中的固态原子转换为带电的气态粒子所需的电离能远远低于镍铬合金之类的金属材料[9]。
（4）硅熔化时电阻率突降特性
SCB桥区硅材料在熔化时，电阻率下降明显，且硅熔化的电阻率ρl与固态电阻率ρs之比为1:10[10]。
（5）高安全电流和低发火能量
由于SCB与硅衬底紧密接触，硅衬底具有良好的散热性，有利于提高SCB火工品的安全电流，同时，又因为半导体材料具有负的电阻温度系数，所以有利于低能量发火[11]。
11.4 静电放电和压敏电阻简介
1.4.1 静电放电
静电放电（Electrostatic Discharge，简称ESD）是指带电体周围的场强超过周围介质的绝缘击穿场强时，因介质电离而使带电体上的静电荷部分或全部消失的现象[35]。
（1）静电放电的特点
以人体模型为例，可以看出静电放电有如下两个特点：由于静电放电是在ns 或μs 量级的时间内完成的,峰值电流可达几十安培,瞬间的功率十分巨大,所产生的静电放电电磁脉冲能量足以使电子部件中的敏感元件损坏；由于电流波形的上升时间很短,即电流的变化率(di/ dt) 很大,所以可以感应出几百伏乃至上千伏的高电位,从而产生出强电场将敏元件击穿[36]。
（2）静电放电的损伤机理
ESD造成电子器件损伤的失效机理主要包括：热二次击穿、表面击穿、介质击穿、体击穿、金属导电层熔融和气体电弧放电。其中热二次击穿、体击穿和金属导电层熔融主要取决于放电电流或功率，而介质击穿、表面击穿和气体电弧放电则主要取决于放电电压。
热二次击穿又称雪崩击穿，是由于半导体材料的热时间常数通常比静电放电脉冲的持续时间长，故放电时所产生的热量几乎不会从功率耗散元件上扩散出去，从而在器件内形成大的温度梯度，造成局部结温可以接近材料的熔融温度，导致热点扩大，熔融而短路[37]。
SCB火工品受静电放电的影响主要决定于流经桥区的电流脉冲，再加上SCB有其作为半导体材料和微电子器件的特殊性，故认为其失效机理主要是热二次击穿，即雪崩击穿。
（3）静电放电的危害
静电放电的主要破坏机制有两种：一种是由于放电电流产生的热量而导致的热失效；另一种是由于ESD感应的高电压而导致的绝缘击穿。两种破坏机制可以单独出现，也可以在同一设备中同时发生[38]。
对常见的电子产品而言，引线两端出现静电放电时，元件受到静电场的作用很容易受损、性能变差或间断工作。静电放电一般包括人体模型、器件带电模型和电场感应模型，对于火工品而言，通常选用人体模型进行静电实验。人体带电模型参数由一个电容和一个电阻串联组成，其值随人体及空气温度、相对湿度等环境因素变化。静电危害的特征不同于低电压强电流的射频，属于高电压弱电流击穿现象。
静电放电频率取决于其放电脉冲，击穿与电容放电脉冲的关系甚于与一般射频源的关系。就其危害结果而论，静电放电危害元件的方式与射频能量危害元件的方式相同。然而，控制静电放电电路的参数是直流电阻，而不是像射频电路那样控制电路参数是复数阻抗[39]。在半导体桥进行静电防护设计时，必须根据其固有的特性采取防护方法。
（4）静电放电的防护
提高火工品装置抗静电能力一般分为两种:增加绝缘和设置静电泄放分路。而符合静电防护的器件通常有压敏电阻（MLV），TVS二极管两种。其中TVS二极管因为较大的烧结面积使能承受较大的冲击能量，但是因为封装尺寸较大，价格较高等因素，使得TVS二极管并不比MLV更占优势，同时因为TVS二极管的电容很难做到1pF以下，从而在480Mbps以上的频率应用上并不合适。