如今的科学技术的蓬勃发展及微电子技术的迅猛进步，世界已进入了全新的互联网信息时代。各类计算机作为一种高速信息处理工具和大容量的信息存储设备，在气象、航空、铁路、邮电、微波、证券、金融、人造卫星、导弹发射等领域都获得了广泛应用。人类对计算机类信息设备的依赖程度越来越高。然而，计算机并非尽善尽美。计算机作为一种信息技术设备，是一个种类繁多并有许多分系统的数字系统。来自外部的电磁辐射，计算机主机内部元件之间、部件之间、分系统之间和各个传输通道之间的电磁干扰，都有可能对计算机信息系统产生干扰和破坏，严重影响计算机信息系统的稳定性、安全性和可靠性。静电是一种常见的电磁脉冲危害源，不仅会造成计算机运行中出现随机故障，而且还会引起电子系统中敏感部件的损坏，导致某些元器件（如CMOS、MOS电路、双极性电路等）被击穿，造成事故。计算机运行过程中，静电轻则引起突发性故障，重则可能造成数据丢失，程序运行紊乱，以致整个系统失控。据有关资料统计：由静电而引发的计算机的故障率占50%~70%。因此，探讨计算机信息系统的静电危害和防护，寻求有效的静电防护措施，对保障计算机信息系统正常工作，具有很重要的意义。

一、静电及静电放电

       静电主要是由物体运动或相互之间摩擦、接触和分离产生。在物体产生静电荷的过程中，因一部分电荷没有消失，贮存在物体上，这个物体就叫“静电带电体”。很多运动的物体在与其他物体接触与分离的过程（如摩擦）就会带上静电。活动中的人体、机房设备与设施、接触的材料，干燥的室内环境都是机房静电的主要产生因素。当静电能量积累到一定程度，超过两物体之间的介质击穿强度时即发生静电放电（Electrostatic Discharge，简称ESD，也叫静电释放）。静电放电ESD的产生途径，一般可分为两种情况：

       1、 摩擦带电。当两种不同介电常数的材料相互摩擦时，由于摩擦运动，其中的一种材料把电荷传给了另一种材料，由此在这两种材料中产生了静电。摩擦产生的电荷大小与空气相对湿度、摩擦材料的介电常数、两种材料的相对运动速度及两者的压力等有关；

       2、 感应带电。感应带电就是带电荷物体的电场在其相邻的物体上造成电荷分离，靠近带电物体会出现与该电荷极性相反的感应电荷。只要物体带有电荷，就会在其周围产生静电场，就会使周围物体感应带电。导体带电电压超过他们之间的空气或其他绝缘介质的击穿电压时，就会产生静电放电，严重时会激发出电弧火花，并伴随噼啪的爆裂声，直到两个导体接触短路或者电流低到不能维持电弧火花为止。

       ESD特点主要有以下两点：1）、ESD一般是高电位、强电场、可以瞬时形成脉冲大电流的过程；2）、ESD会产生强烈的电磁辐射形成电磁脉冲场。

二、静电对计算机信息系统的危害及特点

    2.1静电对计算机信息系统的危害

        计算机信息系统包含有大量的微功耗、低电平、高集成度、高电磁灵敏度的电路和元器件。ESD过程是电位、电流随机瞬间变化的电磁辐射，因此，计算机信息系统成为了最容易受到静电危害的电子设备之一。静电对计算机信息系统可能造成的危害主要表现在以下几个方面：

1） 造成系统中集成电路或电子元器件的损坏。ESD最为敏感的元件是以金属氧化物导体（MOS）为主的集成电路。PC中门阵CMOS芯片能承受静电冲击电压为200V，DRAN、EPROM芯片为300V，TTL芯片为1000V，而ESD过程中产生的高压可达上万伏。实践证明，计算机运行时，当静电电压≥40V，就可能造成某些元件如CMOS半导体、敏感晶体管的逻辑电路、双极电路等的击穿和损坏。由此可见，静电会给昂贵的集成电路、电子元器件造成严重威胁和危害。

2） 使线间故障率增高。这是因为总线结构的计算机，并行线多，相互间阻抗极高，易积累静电，尤其是排列笼子式的存储器，工作时只有少数元件被导通，绝大多数单元与外界隔绝，绝缘电阻值高，静电不易排放，故障率增高。

3） 冲击计算机信息系统正常运转。静电放电会干扰计算机正常运转，使操作中的电脑程序出现偶发性的随机错误。如受静电影响的计算机的一个主要症状是导致死机，这一问题在冬天干燥的气候更为明显。静电还会引起计算机的读写错误，计算机读写数据是以电磁脉冲为信号的，而静电的放电所产生的电磁信号会干扰系统的正常传输信号，导致计算机出错产生误动。这种危害有大有小，不可估量，打印机、磁带机等外部设备高速运转时会产生静电，也可引起设备的动作出错。

4） 影响了逻辑元件的存放。据有关资料说，微机使用三年，存放三年后，发现80%的机器发生故障。统计证明，故障大多出现在MOS芯片上，原因是灰尘的静电作用。北方环境干燥更易导致微机系统表面电荷积累，过强的静电可以通过I/O、裸露的金属、空间感应或地线进入微机。

2.2静电危害特点

1）隐蔽性。静电的危害很容易被忽视，这是因为只有当产生的静电超过3000V时引起的放电会被人感触到，而有些对静电特别敏感的微电子元器件，在静电电压达到几百伏甚至几十伏时就会被击坏。计算机内的微电子元器件受到静电危害时，可能会擦去计算机的逻辑程序或数据，甚至造成更严重的后果，而这些现象我们却很难感觉到。

2）随机性。静电危害多表现为瞬态电磁干扰，引起的故障属于偶然事件、随机性的故障，很少重复发生，因此，很难探求静电产生危害的具体危害过程或规律。

3）静电造成器件的损坏具有潜在性。一般，因静电危害造成电子元器件突发性完全失效的只占10%，而90%的器件不会完全失效，而是潜伏下来，发生潜在性失效，也就是静电危害在器件中造成的损伤是一定的，器件内部会出现某种程度的轻微损伤，不足以引起器件立即完全失效，器件的功能仍满足要求。若这种元器件继续带伤工作，随着静电危害次数的增加，积累效应愈加明显，其损伤程度逐渐加剧，最终必将导致完全失效。

三、计算机信息系统防静电原则及措施

       对计算机信息系统的静电防护，应遵循静电安全防护的共同原则：

       （1） 控制静电起电量和电荷积累，防止危险静电源的形成，亦即抑制ESD；

       （2） 使用静电感度低的材料和物质，降低计算机信息系统工作场所的危险程度；

       （3） 采用综合防护加固技术，阻止ESD能量耦合。

       根据静电产生来源及计算机信息系统静电危害的特点，遵照上述三条原则，我们参考了有关资料，提出了以下措施对计算机信息系统加以防护：

       （1）机房建立良好的接地系统，加快由于某种因素机房产生的静电荷的泄漏释放。当静电带电体触及计算机时，静电就能够通过接地系统漏泄释放入地，来避免静电的累积和静电高电位的产生，而不至于引起计算机信息系统运行故障。设备接地是最基本的防静电措施。选择接地材料的电阻愈低愈好，实践证明：只要其电阻低于109Ω（10的9次方欧姆）即可以起到保护作用。

       （2）提高环境的相对湿度。产生静电值的大小很大程度上取决于机房相对湿度的大小。一般认为防止静电危害应把机房相对湿度控制在40%~60%之间，湿度不可超过60%。以免水汽凝结而造成机器设备的元件腐蚀，降低绝缘性能。但是也不能简单地将湿度控制在50%左右。我们知道，机器、静电、人体处于同于个工作环境中，人是机房中的主体，工作环境的好坏直接影响工作效率。一般来说，人在机房中工作感到舒适的湿度是20℃左右，相对湿度为60%~65%之间。但是实际中，由于季节和地区气候条件的差异，温度、湿度都是很难达到如此理想点的。这就要遵照有关机房的标准、因地因时地调控机房的湿温度。

       （3）提高计算机信息系统表面的绝缘能力：人手经常接触的地方，如操作按钮、开关等元器件与机壳之间应留有一定的间隙；机箱表面应涂有绝缘漆或覆盖一些绝缘物质，使得静电荷不易积累和传递。

       （4）计算机信息系统所处的工作平台可采用防静电桌面、防静电垫和导电地板来保护。工作人员可通过穿防静电服、带防静电手套、防静电环接地的方法来防止静电。另外，地面做防静电处理，如铺设防静电地板，防静电地垫等，能十分有效地抑制由于人体的运动而产生的静电积累和释放危害。一般要求这类防静电地面材料的表面电阻为106~109Ω（即10的6次方至9次方欧姆）。

       （5）在必须使用绝缘材料的场所，可使用离子风等静电消除器，中和绝缘材料上积累的电荷，使危险静电源不能形成。

       （6）加强计算机等信息设备生产中的静电防护。计算机中关键部件如CPU、主板、内存、硬盘等都是较昂贵的部件，这些部件都是采用超大规模集成电路，平时这些部件不仅包装材料要求是防静电的包装材料，而且在装配前也必须放置在防静电垫上，否则这些部件容易受静电的攻击和侵害，这些部件的故障比例一旦提高，势必使生产成本明显上升。此外由于静电是一个非常隐性的故障产生源，如果防静电效果差，将使具有潜在故障的产品带给客户或下一道工序，降低了产品的可靠性，提高了产品的售后服务成本，增加客户的使用风险。总之，静电危害轻则影响计算机厂家的合格成品率，重则会直接损害到用户的安全利益，甚至是国家的安全利益。因此提高产品的可靠性，加强计算机生产和应用中的静电防护有着重大的安全和经济意义。

       （7）静电对计算机信息系统的防护应作为一个有效的防静电体系加以重视，因此，一方面按照防静电的有关技术标准建立防静电硬件系统，另外一方面，还需要一套行之有效并得到贯彻实施的管理制度和操作程序方法，这一点可参考有关防静电国家标准进行制定。

四、小结

       静电是造成计算机信息系统工作失常或功能失效的一个重要因素，随着电子产品自动化和复杂度的提高，静电对计算机信息系统的危害也逐渐受到人们的重视。对于计算机信息系统的开发、生产以及机房的操作、管理人员，必须对静电所带来的危害有深刻的认识。针对本文所提的计算机信息系统的静电防护措施，需要把握的计算机信息系统静电防护是一个系统问题，局部都有很好的静电防护能力，并不能说明整体的静电防护能力就高。

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[7]张蕴冬.张建波.石绍文.人体静电对计算机的危害及防治

[8][陈小兵.静电对计算机的危害及预防

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