Meccanisimu di generazione di l'electricità statica

Di solitu, l'electricità statica hè generata per attritu o induzione.

L'elettricità statica frictionale hè generata da u muvimentu di carichi elettrichi generati durante u cuntattu, l'attrito o a separazione trà dui oggetti. L'electricità statica lasciata da l'attrito trà i cunduttori hè di solitu relativamente debule, per via di a forte conduttività di i cunduttori. L'ioni generati da a friczione si moveranu rapidamente inseme è neutralizanu durante è à a fine di u prucessu di attritu. Dopu a friczione di l'insulator, una tensione elettrostatica più alta pò esse generata, ma a quantità di carica hè assai chjuca. Questu hè determinatu da a struttura fisica di l'insulatore stessu. In a struttura molekulari di un insulator, hè difficiule per l'elettroni di spustà liberamente da u ligame di u nucleu atomicu, cusì l'attrito risulta in solu una piccula quantità di ionizazione moleculare o atomica.

L'elettricità statica induttiva hè un campu elettricu furmatu da u muvimentu di l'elettroni in un ughjettu sottu l'azzione di un campu elettromagneticu quandu l'ughjettu hè in un campu elettricu. L'elettricità statica induttiva pò generalmente esse generata solu nantu à i cunduttori. L'effettu di i campi elettromagnetici spaziali nantu à l'insulatori pò esse ignoratu.

Meccanismo di scarica elettrostatica

Chì ghjè u mutivu perchè l'electricità di a rete 220V pò tumbà a ghjente, ma millaie di volti nantu à e persone ùn ponu micca tumbà? La tension à travers le condensateur répond à la formule suivante : U=Q/C. Sicondu sta formula, quandu a capacità hè chjuca è a quantità di carica hè chjuca, serà generatu un altu voltage. "Di solitu, a capacità di i nostri corpi è l'uggetti intornu à noi hè assai chjuca. Quandu una carica elettrica hè generata, una piccula quantità di carica elettrica pò ancu generà una alta tensione ". A causa di a piccula quantità di carica elettrica, quandu si scarica, u currente generatu hè assai chjucu, è u tempu hè assai cortu. A tensione ùn pò esse mantinuta, è u currente cade in un tempu estremamente curtu. "Perchè u corpu umanu ùn hè micca un insulatore, i carichi statici accumulati in tuttu u corpu, quandu ci hè una strada di scaricamentu, cunvergeranu. Dunque, si sente chì u currente hè più altu è ci hè un sensu di scossa elettrica ". Dopu chì l'electricità statica hè generata in cunduttori cum'è i corpi umani è l'uggetti metallichi, a corrente di scarica serà relativamente grande.

Per i materiali cù boni proprietà d'insulazione, unu hè chì a quantità di carica elettrica generata hè assai chjuca, è l'altru hè chì a carica elettrica generata hè difficiule di flussu. Ancu s'è a tensione hè alta, quandu ci hè una strada di scaricamentu in qualchì locu, solu a carica in u puntu di cuntattu è in un picculu intervallu vicinu pò flussu è scaricate, mentre chì a carica à u puntu senza cuntattu ùn pò micca scaricata. Dunque, ancu cù una tensione di decine di millaie di volti, l'energia di scaricamentu hè ancu insignificante.

Periculi di l'elettricità statica à i cumpunenti elettroni

L'electricità statica pò esse dannusuLEDs, micca solu a "brevetta" unica di LED, ma ancu diodi è transistori cumunimenti utilizati fatti di materiali di silicone. Ancu l'edificazioni, l'arbureti è l'animali ponu esse dannighjati da l'electricità statica (u lampu hè una forma di electricità statica, è ùn avemu micca cunsideratu quì).

Allora, cumu l'elettricità statica dannu i cumpunenti elettronichi? Ùn vogliu micca andà troppu luntanu, solu parlendu di i dispositi semiconduttori, ma ancu limitati à diodi, transistors, IC è LED.

U dannu causatu da l'electricità à i cumpunenti di i semiconduttori in ultimamente implica corrente. Sutta l'azzione di u currente elettricu, u dispusitivu hè dannatu per via di u calore. Se ci hè un currente, ci deve esse una tensione. Tuttavia, i diodi semiconduttori anu junctions PN, chì anu un intervallu di tensione chì blocca l'attuale in a direzzione avanti è inversa. A barriera potenziale in avanti hè bassa, mentre chì a barrera potenziale inversa hè assai più altu. In un circuitu, induve a resistenza hè alta, a tensione hè cuncentrata. Ma per i LED, quandu a tensione hè appiicata in avanti à u LED, quandu a tensione esterna hè menu di a tensione di u sogliu di u diodu (currisponde à a larghezza di a banda di materiale), ùn ci hè micca corrente in avanti, è a tensione hè tutta appiicata à a junzione PN. Quandu a tensione hè appiicata à u LED in reverse, quandu a tensione esterna hè menu di a tensione di ruptura inversa di u LED, a tensione hè ancu appiicata à a junction PN sanu. À questu tempu, ùn ci hè micca una caduta di tensione in l'unione di saldatura difettosa di u LED, u bracket, l'area P o l'area N! Perchè ùn ci hè micca currente. Dopu chì a junction PN hè sparta, a tensione esterna hè sparta da tutti i resistori in u circuitu. Induve a resistenza hè alta, a tensione purtata da a parte hè alta. In quantu à i LED, hè naturali chì a junction PN porta a maiò parte di a tensione. A putenza termale generata à a junction PN hè a caduta di tensione à traversu multiplicata da u valore attuale. Se u valore attuale ùn hè micca limitatu, u calore eccessivu brusgiarà a junction PN, chì perderà a so funzione è penetrarà.

Perchè i IC sò relativamente paura di l'electricità statica? Perchè l'area di ogni cumpunente in un IC hè assai chjuca, a capacità parasita di ogni cumpunente hè ancu assai chjuca (spessu a funzione di u circuitu necessita una capacità parasita assai chjuca). Dunque, una piccula quantità di carica elettrostatica generà una alta tensione elettrostatica, è a tolleranza di putenza di ogni cumpunente hè di solitu assai chjuca, cusì a scarica elettrostatica pò facilmente dannà l'IC. Tuttavia, cumpunenti discreti ordinariu, cum'è diodi di piccula putenza ordinariu è transistors di piccula putenza, ùn anu micca assai paura di l'electricità statica, perchè a so zona di chip hè relativamente grande è a so capacità parassita hè relativamente grande, è ùn hè micca faciule d'accumulà alti voltages. elli in paràmetri statici generali. I transistors MOS di bassa putenza sò propensi à danni elettrostatici per via di a so capa fina d'ossidu di porta è di una piccula capacità parassita. Di solitu lascianu a fabbrica dopu à short-circuiting i trè elettrodi dopu imballaggio. In usu, hè spessu necessariu di caccià a strada corta dopu a saldatura hè cumpleta. A causa di a grande zona di chip di transistori MOS d'alta putenza, l'elettricità statica ordinaria ùn li dannerà micca. Allora vi vede chì i trè elettrodi di i transistori MOS di putenza ùn sò micca prutetti da i circuiti curti (i primi pruduttori anu sempre short circuited prima di abbandunà a fabbrica).

Un LED hà veramente un diodu, è a so area hè assai grande relative à ogni cumpunente in l'IC. Dunque, a capacità parassita di i LED hè relativamente grande. Dunque, l'electricità statica in situazioni generale ùn pò micca dannà i LED.

L'elettricità elettrostatica in situazioni generale, in particulare in l'insulatori, pò avè una alta tensione, ma a quantità di carica di scaricamentu hè estremamente chjuca, è a durata di u currente di scaricamentu hè assai corta. A tensione di a carica elettrostatica indotta nantu à u cunduttore pò esse micca assai alta, ma u currente di scaricamentu pò esse grande è spessu cuntinuu. Questu hè assai dannusu per i cumpunenti elettroni.

Perchè l'elettricità statica dannuchips LEDmicca spessu accade

Cuminciamu cù un fenomenu spirimintali. Una piastra di ferru metallicu porta elettricità statica 500V. Pone u LED nantu à a piastra metallica (prestate attenzione à u metudu di piazzamentu per evità i seguenti prublemi). Pensate chì u LED serà danatu? Quì, per dannà un LED, deve esse appiicatu di solitu cù una tensione più grande di a so tensione di rottura, chì significa chì i dui elettrodi di u LED duveranu cuntattà simultaneamente a piastra metallica è avè una tensione più grande di a tensione di ruptura. Siccomu a piastra di ferru hè un bonu cunduttore, a tensione indutta à traversu hè uguali, è a tensione chjamata 500V hè relative à a terra. Dunque, ùn ci hè micca tensione trà i dui elettrodi di u LED, è naturalmente ùn ci sarà micca danni. A menu chì ùn cuntattate un elettrodu di un LED cù una piastra di ferru, è cunnette l'altru elettrodu cun un cunduttore (a manu o filu senza guanti insulanti) à a terra o altri cunduttori.

U fenomenu sperimentale sopra ci ricorda chì quandu un LED hè in un campu elettrostaticu, un elettrodu deve cuntattà u corpu elettrostaticu, è l'altru elettrodu deve cuntattà a terra o altri cunduttori prima chì pò esse dannatu. In a produzzione è l'applicazione attuale, cù a piccula dimensione di LED, ci hè raramente una chance chì tali cose succedenu, soprattuttu in lotti. Eventi accidintali sò pussibuli. Per esempiu, un LED hè nantu à un corpu elettrostaticu, è un elettrodu cuntatta u corpu elettrostaticu, mentri l'altru elettrodu hè solu suspesu. À questu tempu, qualchissia tocca l'elettrodu suspesu, chì pò dannà uLuce LED.

U fenomenu sopra ci dice chì i prublemi elettrostatici ùn ponu esse ignorati. A scarica elettrostatica richiede un circuitu conduttivu, è ùn ci hè micca dannu s'ellu ci hè electricità statica. Quandu solu una piccula quantità di fuga si trova, u prublema di danni elettrostatici accidentali pò esse cunsideratu. S'ellu si trova in grande quantità, hè più prubabile di esse un prublema di contaminazione di chip o stress.