对付静电，与控制感染疫情的机理类似，不外乎控制静电产生源头，切断传播方式，增强设备本身的抗静电能力。我们先看两个跟防静电有关的重要题目：大地和法拉第笼，然后介绍有什么常用的方式，可以保护我们的设施免遭ESD的毒手。
先认识一下大地
对于我们脚下的大地，大家或许是再熟悉不过了。可我们对她又真的知道多少呢？这颗形成于46亿年前的星球，经过漫长的演变，孕育出七彩缤纷的世界，她是奔腾不息生命的摇篮。在电子领域，大地也是一个特别重要的题目，但教材里对她的提到却太少。
处于地球表层的大地本身带负电荷，而大气中带有净的正电荷，平常我们仍然觉得不到，其实在空气中，存在一个平行指向地面的电场，大气中的正电荷沿着磁场注入大地。虽然非常微弱，但从整个地球来看，竟然超过1800A的电流。与之相反，云层和大地之间出现闪电时，会有负电荷流入大地，使系统总体上进入一个平衡的状况。
我们可以简单的觉得，大地是一个可以容纳无穷多电荷的海洋。当有带正电荷的物体和大地连接时，会有带负电荷的电子从大地涌入物体，与正电荷中和；当有带负电荷的物体连接至大地时，物体上的负电荷，会积聚到大地中。所以针对静电释放来说，大地是一个最好的去处。
其实，一个悬浮于空中的塑料导体，也有容纳电荷的能力，如果它里面再有一些尖刺，还会借助尖端放电，把电荷通过空气逐渐积聚掉。但是这些漂浮物体对电荷的容纳能力还是比较有限的。
法拉第笼
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这是一个经典的实验，现在我们可以带着轻松的心态体验一下。一个封闭的塑料笼，当用10万伏的高压靠近它时，会出现猛烈的放电，但是人在笼内是十分的安全，不会有任何危险。在1836年，英国物理学家法拉第，可是冒着生命危险做的这个实验。他打造了一个塑料外壳房子，然后用静电发生装置去电击这个塑料房子外壳。
我们到目前，仍然按照此试验原理，去做静电防护。需要切记的是，金属笼本来应该是良好的导体。比如飞机的塑料外壳，在点焊的地方要确保电阻比较小。这样如果被雷击中了，也能确保机内设施和乘客幸免遇难。一个设施一旦有封闭的塑料外壳，可以对内部的电路产生很高的保护。
然而考量另外一种情形，如果有一根导线从法拉第笼外部穿出，情况似乎就不妙了。试想一下你去跟法拉第笼中的小同学握个手？恐怕是当场GG。现场设备，特别是工控领域，经常要有长长的线缆连接至别的设备。像以下某些，如果设备拖了一条管道防静电包装技术，此电线接地，或者只是是靠近地面，就会产生一个放电的通路。即使是设施外壳接地，仍不能防止此通路上出现放电。所以要考虑在管道进出设备的地方做防护防静电包装技术，或者干脆直接隔离开，以防止产生放电通道。
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静电如何搞破坏
静电的释放本来，不会造成哪些危害，产生破坏的，是静电放电的一瞬间。这个释放的时间越短，则能量越集中，越容易造成破坏。我们可以想象一个气球，吹的再大，只要没爆就没事儿。但是拿一根针扎一下，就会啪的一声爆掉，这就有点儿破坏性了。
如果一个物体已经聚集了长期的静电，这之后即使有一个放电通路，把它连接到了此外一个能容纳电荷的物体，或者连接到了大地，这之后电荷才会在特别短的时间，在纳秒(nS)级的时间内释放掉，电流可能超过数十安，对放电模式上的物体造成猛烈的毁坏作用。如果静电的电势特别高，它会击穿和临近物体之间的空气，通过空气放电释放掉。这只是一直出现的一种破坏。
此外我们了解差异的电流，产生变化的电磁场，静电释放发生在一瞬间，频率高，电流大，所以造成的高频电磁辐射也很厉害。那么这些电磁辐射，就会借助空间耦合到敏感电路，对其产生破坏。
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如何对付静电
静电源头的控制
对付静电最好的方法，就是不让它形成。至少不能让它累积到形成破坏的程度。比较常见的是离子风机，它能源源不断地形成出正负离子，并吹送到必须防止静电的地方。另外在产品的制造和运输中，使用防静电工作台，专用的防静电包装等也能避免静电的释放。
切断静电传导通道
当我们改变不了世界的之后，至少能改变我们自己。对于静电也是这么，大多数状况下我们能做的，是不让静电进入设备，加强设施的抗静电能力。
不用花什么成本，但很有效的方式，是减少设施内部敏感电路板到壳体的距离。这里我们一直会忽略的是固定电路板的螺丝，这些垫片通常都是塑料的，直接拧到外壳。这样的状况下，虽然电路板离外壳挺远，但静电还是能穿过螺钉轻易的爬进电路板，功亏一篑。所以记得螺钉要和外部电路保持距离。
屏蔽，是阻碍静电进入设备最为有效的方式。由于静电释放的一瞬间，会造成强烈的电磁场辐射，所以我们还必须对电磁场辐射进行屏蔽。对于温度低的磁场，主要是用高导磁率的材料做基体，使磁场被引导，集中从壳体经过。对于高频的磁场，要用导电性能良好的塑料，其机理是电场在导线中会促使出涡流，此涡流造成逆向的磁场，与源磁场相互消减，从而超过对内部区域的屏蔽。如果必须同时对电场，高频和中频磁场做屏蔽，壳体需要选择复合屏蔽材料。屏蔽金属壳最好要接地，这样电荷可以泄放到大地，而且不但能屏蔽外部的电场和磁场，也能屏蔽外部的电磁辐射对外部的干扰。
静电释放-(ESD)
针对设备内部的静电，我们要把它堵在旁边，在入口的地方用TVS()管，把静电泄放到机壳上。另一方面，对于即将步入设备的静电，要把它缓慢积聚掉，缓慢释放掉，缓慢积聚掉，重要的事情要说三遍。对于电路板设计，下面是非常常见的处理方法：
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电路板最左侧是一圈保护地，通常用螺钉固定到塑料外壳，外壳再通过低电压的线圈连接至大地。这样内部的静电直接被泄放到大地，不会对内部电路板上的元件造成任何攻击。内部的信号地，就是我们电路信号的参考地，通过1M欧姆电阻连接至保护地，它可以把电路板信号地上累积的静电缓慢积聚掉，电路板上的其他电路可以先把静电释放到信号地。1nF的电容，对信号地到保护地提供一个高频的通路，电路板上借助高频辐射感应形成的能量，可以借助它传递到地。
发现此处我们也许会有两个问题：为什么保护地要留个缺口呢？我们为什么不把信号地直接和保护地连出来呢？这么不是静电更容易泄放到大地吗？
第一个难题，如果把缺口连上，保护地经常作为一个环形的回路，如果有电磁场以平行电路板的方向通过，则会在此回路中感应出电压，对电路板来说就是强干扰。对于通过空间传播的电磁辐射干扰来说，最怕的就是电路板上存在电阻可以流动的回路。如果我们注意，可以看见电路板上的保护地，如晶振周围的保护地(GuardRing)，也不是封闭起来的一圈，而是会留出缺口。
第二个难题，对于一些设施，如果有良好导热的塑料外壳，外部没有长导线，信号地直接接机壳也有可以的。比如我们家里的手机，主板上的地线就是直接连到机壳的。对于有长导线暴露在外，易于和大地之间产生放电通路的，就要考虑在引线接口处，用防护阻断放电通路，或者用静电保护器件把静电导入大地。
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需要切记连接至敏感元件的线圈，如果此导线走线非常长，而且靠近静电放电的通路，很易于被电磁辐射干扰。应尽量避开干扰源，避免与放电通路平行走线，在导体串接小电流，或者磁珠等，可以促进干扰进入敏感器件。
最终想说，最重要的是实践。我们设计一个产品时，首先要看国家标准，或国际标准的规定。还有就是不要迷信权威和信条，遇到关于ESD的困惑时，我们不妨回到起点，就是这个设计，会不会造成长期电荷瞬间释放的状况。
以上是我们对静电保护的一些粗浅见解，你有不同的见解吗？欢迎留言讨论！
