主要的ESD测试有人体模型（HBM）、机器模型（MM）和充电设备模型（CDM）。
有许多成熟的模型可用于测试半导体器件针对 ESD 事件的可靠性，以确保有效性和可靠性。主要的ESD测试有人体模型（HBM）、机器模型（MM）和充电设备模型（CDM）（图1）。
图 1. 用于 HBM、MM 和 CDM 测试的 ESD 模型。
JEDEC 标准确保 ESD 测试的有效性和可靠性。这三个测试的测试配置（图 1）有五个元素：V ESD、C、SW、R 和 L。输入 V 静电放电电压在开关闭合（SW ）。当 SW 闭合时，ESD 夹具的输出阻抗（R 和 L）发送 V 静电放电信号，转换为 电流 （I 静电放电）到被测设备 (DUT) 中。 ESD 电流现在流经 DUT 的 ESD 二极管；D 静电放电+ 和 D 静电放电-。如果一个或两个 ESD 二极管失效或缺失，来自该 ESD 事件的电流（I 静电放电）将多次找到另一条路径，灾难性地进一步进入 DUT 电路。
公式 1 表示图 1 测试电路的数学传递函数。
公式1
此配置会在 信号 引脚结点处产生瞬态 ESD 事件，以模拟 的三个 ESD 测试信号事件之一。 DUT 信号引脚是输入或输出设备引脚。对于这三个 ESD 测试，V、ESD、C、R 和 L 组件的值各不相同，以实现实际的 ESD 事件（表 1）。
表1. HBM、MM和CDM的可持续发展教育活动
在表1中，三个模型归结为串联RLC电路和脉冲发生器，但模型之间的电路值和脉冲特性有所不同。然而，所有三个测试都会产生一个短的、明确的 ESD 脉冲，导致电流（I 放电）水平与实际 SED 事件期间的水平相当。
人体模型 (HBM) 描述了电子设备对静电放电 (ESD) 损坏的敏感性。人体模型是模拟从手指到被测设备 (DUT) 再到地面的人体 ESD 路径的模型。静电放电 电源 电压（V 静电放电） 对测试电路中的 电容器 充电。标准 HBM 测试包括 ±2 kV、1 至 10 M 的电源电压？高值 电阻器 和 100 pF 电容器。
机器模型 (MM) 的目的是创建更严格的 HBM 测试。充电电容 (C) 故意很大 (200 pF)，并且充电源电阻非常低； 0至10Ω。该低值电阻器允许 ESD 源提供比 HBM 型号更高的电流。尽管该模型的目的是表征与最终用户电子元件相关的机器 ESD 事件，但它并不旨在代表半导体最终测试和加工中使用的处理程序。
可充电设备模型 (CDM) 可用作一次性普遍适用的 MM 的替代测试。此 CDM 测试模拟在最终生产操作中处理设备时，IC 封装或制造设备所积累的电荷。在制造过程中，器件处理设备有可能产生静电。这是 IC 器件从防静电管滑落或测试 处理器 的地方，它会积聚电荷。
注入 DUT 的电流 (ISD) 会产生热量。产生的热量取决于峰值 ESD 脉冲电压、电容和 DUT 电阻。在 HBM 测试中，IC 故障模式通常表现为栅极氧化、接触尖峰和结损坏。
静电放电测试对比
这三个测试的上升时间相似，约为 10 ns，但 HBM 和 MM 测试的总持续时间比 CDM 模型长约 200 ns（图 2）。
图 2. CDM、MM 和 HBM ESD 电流与时间的关系测试。
图2显示了电流（I静电放电）HBM、MM和CDM ESD测试的波形特性。通常，HBM ESD 测试应力水平比 MM ESD 测试条件高大约 10 倍。此外，HBM 测试的保护电压电平通常为 2 kV，而 MM 测试的保护电压电平为 200 V，CDM 测试的保护电压电平为 500 V。CDM、HBM 或 MM 之间没有相关性。因此，HBM和CDM测试通常用于ESD保护电路测试。 I 静电放电的持续时间越长，就会导致片上 ESD 结构过热的加剧。 HBM 和 MM 测试失败通常表现为栅极氧化层或结损坏。
表 2、3 和 4 显示了 HBM、CDM 和 MM ESD 抗扰度分类。
审稿编辑：郭婷
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