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静電破壊

目次 †

CMOSの静電破壊 †

• CMOS型のICはそのゲートに非常に薄い酸化膜を使用しているため、静電気放電によるデバイスへの損傷に注意が必要である。
  • 静電気放電（Electrostatic Discharge：ESD）とは静電気の放電のことである。
  • 静電放電により、ICに過電圧や過電流サージが流れてしまう。

対策 †

• 静電放電からICを保護する目的で、一般には入力に入力保護回路が付加され、出力には構造上寄生ダイオードによる保護回路が接続される。
  • ただし、強力なサージに対しては、こうした保護回路でも効果が出ないことがあるので注意が必要である。
• ICのピンに直接触れないようにする。
• 作業中は人体・作業台・設備などを接地する。
• ICの運搬や保存には、導電性スティックや導電性マット、アルミ箔などを使用する。

ICの静電気耐量 †

• CMOS ICのデータシートには、必ず絶対最大定格が規定されている。これは瞬時たりとも越えてはならない値であり、複数のどのひとつの規格を越えることも許されない。
• この規格を越えて使用してしまった場合、誤動作を引き起こし、著しい場合はデバイスを永久破壊に至らしめてしまう。

例：入力端子に定格以上の電圧が加わったとする。一般にCMOS ICの入力には静電気からの保護のために保護ダイオードが挿入されている。このダイオードの順方向電圧VF以上の電圧が加わると、入力端子からこのダイオードを通して電源端子の方に電流が流れることになる。もし、急激な電流増加だと、保護ダイオードが破壊されてしまう。

　これを防ぐためには、定格内での使用を心がける。もし不安であれば、入力電流制限用の抵抗器を挿入しておく。　◇

ICの静電気耐量を測定する方法 †

• 一般にICの静電気耐量を測定する方法として、人体からの静電気を想定したHBM（Human Body Model）がある。
• また、デバイスを取り扱う金属製の装置などの高い容量を持っている物体が静電気の発生源となり、デバイスに損傷を引き起こすMM（Machine Model）がある。
• その他に、デバイス自身が静電気の発信源となり、リードを伝わって急激な放電が起きることによるデバイスに損傷を起こすCDM（Charged Device Model）などがある。

参考文献 †

• 『汎用ロジックIC』