Механизми тавлиди нерӯи статикӣ

Одатан, барқи статикӣ аз ҳисоби соиш ё индуксия тавлид мешавад.

Қувваи барқи статикии фрикционӣ дар натиҷаи ҳаракати зарядҳои барқӣ, ки ҳангоми тамос, соиш ё ҷудошавӣ байни ду объект ба вуҷуд меоянд, ба вуҷуд меояд. Қувваи барқи статикӣ, ки дар натиҷаи соиш байни ноқилҳо боқӣ мемонад, аз сабаби ноқилияти пурқуввати ноқилҳо одатан нисбатан заиф аст. Ионҳое, ки дар натиҷаи соиш ба вуҷуд меоянд, зуд якҷоя ҳаракат мекунанд ва дар давоми ва дар охири раванди фриксия безарар мешаванд. Пас аз фриксияи изолятор метавонад шиддати баландтари электростатикӣ ба вуҷуд ояд, аммо миқдори заряд хеле кам аст. Инро сохтори физикии худи изолятор муайян мекунад. Дар сохтори молекулавии изолятор озодона ҳаракат кардани электронҳо аз пайвастагии ядрои атомӣ душвор аст, бинобар ин, соиш танҳо миқдори ками ионизатсияи молекулавӣ ё атомиро ба вуҷуд меорад.

Электри статикии индуктивӣ майдони барқест, ки дар натиҷаи ҳаракати электронҳо дар объект таҳти таъсири майдони электромагнитӣ ҳангоми дар майдони барқ ​​қарор доштани объект ба вуҷуд меояд. Қувваи барқи статикии индуктивӣ одатан танҳо дар ноқилҳо тавлид мешавад. Таъсири майдонҳои электромагнитии фазоӣ ба изоляторҳоро нодида гирифтан мумкин аст.

Механизми разряди электростатикӣ

Сабаб чист, ки кувваи электри 220 вольт одамро кушта метавонад, вале хазорхо вольт дар одамон онхоро кушта наметавонад? Шиддати конденсатор ба формулаи зерин мувофиқат мекунад: U=Q/C. Тибқи ин формула, вақте ки зарфият хурд ва миқдори заряд хурд аст, шиддати баланд тавлид мешавад. «Одатан, иқтидори бадан ва ашёи мо дар атрофи мо хеле хурд аст. Ҳангоми тавлиди заряди барқ, миқдори ками заряди барқ ​​низ метавонад шиддати баландро ба вуҷуд орад.”. Аз сабаби кам будани микдори заряди электр хангоми разряди чараёни хосилшаванда хеле кам ва мухлати он хеле кутох аст. Шиддатро нигох доштан мумкин нест ва чараён дар муддати нихоят кутох паст мешавад. «Азбаски ҷисми инсон изолятсия нест, зарядҳои статикӣ дар тамоми бадан ҷамъ мешаванд, вақте ки роҳи разряд мавҷуд аст, ба ҳам меоянд. Аз ин рӯ, эҳсос мешавад, ки ҷараёни ҷараён баландтар аст ва эҳсоси зарбаи барқ ​​вуҷуд дорад. ” Пас аз тавлиди нерӯи статикӣ дар ноқилҳо ба монанди бадани инсон ва ашёи металлӣ, ҷараёни разряд нисбатан калон хоҳад буд.

Барои масолех, ки хосиятхои хуби изолятсиони доранд, яке аз он иборат аст, ки микдори заряди электрикии хосилшуда хеле кам аст ва дигаре он аст, ки заряди электрикии хосилшуда ба душворгузар мегузарад. Гарчанде ки шиддат баланд аст, вақте ки дар ягон ҷо роҳи разряд мавҷуд аст, танҳо заряд дар нуқтаи тамос ва дар доираи хурди наздик метавонад ҷорист ва холӣ шавад, дар ҳоле ки заряд дар нуқтаи тамос наметавонад холӣ шавад. Аз ин рӯ, ҳатто бо шиддати даҳҳо ҳазор вольт, энергияи разряд низ ночиз аст.

Хатарҳои барқи статикӣ ба ҷузъҳои электронӣ

Қувваи барқи статикӣ метавонад зараровар бошадНН - НУРНИШОНс, на танҳо «патент»-и беназири LED, балки диодҳо ва транзисторҳои маъмулан аз маводи кремний сохташуда низ истифода мешаванд. Ҳатто биноҳо, дарахтон ва ҳайвонот метавонанд аз нерӯи барқи статикӣ осеб диданд (барқ як шакли нерӯи статикӣ аст ва мо онро дар ин ҷо баррасӣ намекунем).

Пас, чӣ гуна барқи статикӣ ҷузъҳои электрониро вайрон мекунад? Ман хеле дур рафтан намехоҳам, танҳо дар бораи дастгоҳҳои нимноқилӣ сухан ронам, балки инчунин бо диодҳо, транзисторҳо, IC ва LEDҳо маҳдуд аст.

Зараре, ки аз қувваи барқ ​​ба ҷузъҳои нимноқилҳо расонида мешавад, дар ниҳоят ҷараёнро дар бар мегирад. Дар зери таъсири чараёни электр дастгох аз гармй вайрон мешавад. Агар ҷараён мавҷуд бошад, бояд шиддат бошад. Аммо, диодҳои нимноқилҳо пайвандҳои PN доранд, ки диапазони шиддат доранд, ки ҷараёнро ҳам дар самтҳои пеш ва ҳам баръакс манъ мекунанд. Монеаи потенсиалии пеш паст аст, дар ҳоле ки монеаи потенсиалии баръакс хеле баландтар аст. Дар занҷире, ки муқовимат баланд аст, шиддат мутамарказ мешавад. Аммо барои LEDs, вақте ки шиддат ба пеш ба LED татбиқ карда мешавад, вақте ки шиддати беруна аз шиддати ҳадди ниҳоии диод камтар аст (ба паҳнои бандҳои моддӣ мувофиқ аст), ҷараёни пешрав вуҷуд надорад ва шиддат ҳама ба он татбиқ карда мешавад. пайванди PN. Вақте ки шиддат ба LED баръакс татбиқ карда мешавад, вақте ки шиддати беруна аз шиддати баръакси шикастани LED камтар аст, шиддат инчунин ба пайванди PN пурра татбиқ карда мешавад. Дар айни замон, дар пайванди кафшери нодурусти LED, кронштейн, минтақаи P ё минтақаи N пастшавии шиддат вуҷуд надорад! Чунки ҷараён нест. Пас аз шикастани пайванди PN, шиддати беруна аз ҷониби ҳамаи резисторҳои схема тақсим карда мешавад. Дар он ҷое, ки муқовимат баланд аст, шиддати аз ҷониби қисм баланд аст. Дар мавриди LEDҳо, табиист, ки гузаргоҳи PN қисми зиёди шиддатро ба ӯҳда дорад. Қувваи гармие, ки дар гузаргоҳи PN тавлид мешавад, пастшавии шиддат дар он ба арзиши ҷорӣ зарб карда мешавад. Агар арзиши ҷорӣ маҳдуд набошад, гармии аз ҳад зиёд гузаргоҳи PN-ро сӯзонда, вазифаи худро гум мекунад ва ворид мешавад.

Чаро IC-ҳо нисбатан аз нерӯи статикӣ метарсанд? Азбаски масоҳати ҳар як ҷузъ дар IC хеле хурд аст, иқтидори паразитии ҳар як ҷузъ низ хеле хурд аст (аксар вақт вазифаи схема иқтидори хеле хурди паразитиро талаб мекунад). Аз ин рӯ, миқдори ками заряди электростатикӣ шиддати баланди электростатикиро ба вуҷуд меорад ва таҳаммулпазирии қувваи ҳар як ҷузъ одатан хеле хурд аст, бинобар ин разряди электростатикӣ метавонад ба осонӣ ба IC зарар расонад. Бо вуҷуди ин, ҷузъҳои оддии дискретӣ, ба монанди диодҳои оддии хурди барқ ​​​​ва транзисторҳои хурди барқӣ, аз нерӯи статикӣ чандон наметарсанд, зеро майдони чипи онҳо нисбатан калон аст ва иқтидори паразитии онҳо нисбатан калон аст ва ҷамъ кардани шиддати баланд дар он осон нест. онҳоро дар танзимоти умумии статикӣ. Транзисторҳои камқуввати MOS аз сабаби қабати тунуки оксиди дарвоза ва зарфияти хурди паразитӣ ба осеби электростатикӣ дучор мешаванд. Одатан онхо баъди ба се электрод рас-мидани кутох баъди бастабандй заводро тарк мекунанд. Ҳангоми истифода, аксар вақт талаб карда мешавад, ки пас аз анҷоми кафшер роҳи кӯтоҳро хориҷ кунед. Аз сабаби майдони калони чипи транзисторҳои пуриқтидори MOS, нерӯи барқи статикӣ ба онҳо зарар намерасонад. Ҳамин тавр, шумо хоҳед дид, ки се электроди транзисторҳои MOS-и барқ ​​​​бо ноқилҳои кӯтоҳ муҳофизат карда намешаванд (истеҳсолкунандагони аввал пеш аз баромадан аз завод онҳоро кӯтоҳ мекарданд).

LED воқеан як диод дорад ва майдони он нисбат ба ҳар як ҷузъи дохили IC хеле калон аст. Аз ин рӯ, иқтидори паразитии LEDҳо нисбатан калон аст. Аз ин рӯ, барқи статикӣ дар ҳолатҳои умумӣ наметавонад LED-ҳоро вайрон кунад.

Қувваи электрикии электростатикӣ дар ҳолатҳои умумӣ, махсусан дар изоляторҳо, метавонад шиддати баланд дошта бошад, аммо миқдори заряди разряд ниҳоят кам ва давомнокии ҷараёни разряд хеле кӯтоҳ аст. Шиддати заряди электростатикие, ки дар ноқил ба вуҷуд меояд, чандон баланд нест, аммо ҷараёни разряд метавонад калон ва аксар вақт пайваста бошад. Ин ба ҷузъҳои электронӣ хеле зараровар аст.

Чаро қувваи барқи статикӣ зарар мерасонадЧипҳои LEDаксар вақт рӯй намедиҳад

Биёед бо як падидаи таҷрибавӣ оғоз кунем. Табақи оҳании металлӣ 500В барқи статикӣ дорад. LED-ро дар лавҳаи металлӣ ҷойгир кунед (ба усули ҷойгиркунӣ диққат диҳед, то мушкилоти зеринро пешгирӣ кунед). Ба фикри шумо, LED вайрон мешавад? Дар ин ҷо, барои осеб дидани LED, онро одатан бо шиддати аз шиддати шикасти он зиёдтар истифода бурдан лозим аст, ки маънои онро дорад, ки ҳарду электроди LED бояд дар як вақт бо плитаи металлӣ тамос гиранд ва шиддат аз шиддати шикастан зиёдтар бошад. Азбаски плитаи оҳанӣ ноқили хуб аст, шиддати индуксионии он баробар аст ва шиддати ба истилоҳ 500В нисбат ба замин аст. Аз ин рӯ, дар байни ду электроди LED шиддат вуҷуд надорад ва табиатан ҳеҷ осебе нахоҳад дошт. Агар шумо ба як электроди LED бо плитаи оҳанӣ пайваст нашавед ва электроди дигарро бо ноқил (даст ё сим бе дастпӯшакҳои изолятсия) ба замин ё дигар ноқилҳо пайваст кунед.

Ҳодисаи таҷрибавии дар боло зикршуда ба мо хотиррасон мекунад, ки вақте ки LED дар майдони электростатикӣ ҷойгир аст, як электрод бояд ба ҷисми электростатикӣ ва электроди дигар бояд ба замин ё дигар ноқилҳо пеш аз он ки осеб расонад, тамос гирад. Дар истеҳсол ва татбиқи воқеӣ, бо андозаи хурди LEDs, имкони рух додани чунин чизҳо хеле кам аст, махсусан дар гурӯҳҳо. Ҳодисаҳои тасодуфӣ имконпазиранд. Масалан, LED дар бадани электростатикӣ ҷойгир аст ва як электрод бо ҷисми электростатикӣ тамос мегирад, дар ҳоле ки электроди дигар танҳо боздошта шудааст. Дар ин вақт касе ба электроди овезон даст мезанад, ки метавонад ба электроди овезон зарар расонадНури LED.

Падидаи дар боло зикршуда ба мо мегӯяд, ки мушкилоти электростатикиро нодида гирифтан мумкин нест. Зарари электростатикӣ як занҷири ноқилро талаб мекунад ва агар қувваи статикӣ мавҷуд бошад, зараре надорад. Вақте ки танҳо миқдори ками ихроҷ рух медиҳад, мушкилоти тасодуфии электростатикиро баррасӣ кардан мумкин аст. Агар он ба миқдори зиёд рух диҳад, эҳтимоли зиёд дорад, ки мушкилоти ифлосшавии чип ё стресс бошад.