Статик цахилгаан үүсгэх механизм

Ихэнхдээ статик цахилгаан нь үрэлтийн эсвэл индукцийн улмаас үүсдэг.

Үрэлтийн статик цахилгаан нь хоёр объектын хооронд холбоо барих, үрэлт эсвэл тусгаарлах үед үүссэн цахилгаан цэнэгийн хөдөлгөөнөөр үүсдэг. Дамжуулагчийн хоорондох үрэлтийн улмаас үлдсэн статик цахилгаан нь ихэвчлэн харьцангуй сул байдаг бөгөөд энэ нь дамжуулагчийн хүчтэй дамжуулалтаас шалтгаална. Үрэлтийн үр дүнд үүссэн ионууд хамтдаа хурдан хөдөлж, үрэлтийн явцад болон төгсгөлд саармагжуулна. Тусгаарлагчийн үрэлтийн дараа илүү өндөр цахилгаан статик хүчдэл үүсч болох боловч цэнэгийн хэмжээ маш бага байна. Энэ нь тусгаарлагчийн физик бүтцээр тодорхойлогддог. Тусгаарлагчийн молекулын бүтцэд электронууд атомын цөмтэй холбоогүй чөлөөтэй хөдлөхөд хэцүү байдаг тул үрэлтийн үр дүнд зөвхөн бага хэмжээний молекул эсвэл атомын иончлол үүсдэг.

Индуктив статик цахилгаан гэдэг нь тухайн объект цахилгаан орон дотор байх үед цахилгаан соронзон орны нөлөөгөөр биет дэх электронуудын хөдөлгөөнөөс үүссэн цахилгаан орон юм. Индуктив статик цахилгааныг ерөнхийдөө зөвхөн дамжуулагч дээр үүсгэж болно. Орон зайн цахилгаан соронзон орны тусгаарлагчид үзүүлэх нөлөөг үл тоомсорлож болно.

Цахилгаан статик цэнэгийн механизм

220В-ын голын цахилгаан нь хүний ​​аминд хүрдэг мөртлөө хэдэн мянган вольтын гүйдэл нь хүнийг алж чадахгүй байгаагийн шалтгаан юу вэ? Конденсатор дээрх хүчдэл дараах томьёог хангана: U=Q/C. Энэ томьёоны дагуу багтаамж бага, цэнэгийн хэмжээ бага байх үед өндөр хүчдэл үүснэ. "Ихэвчлэн бидний бие болон бидний эргэн тойрон дахь объектуудын багтаамж маш бага байдаг. Цахилгаан цэнэг үүсэх үед бага хэмжээний цахилгаан цэнэг нь өндөр хүчдэл үүсгэж болно." Бага хэмжээний цахилгаан цэнэгийн улмаас цэнэггүй болгох үед үүссэн гүйдэл маш бага, хугацаа нь маш богино байдаг. Хүчдэлийг хадгалах боломжгүй бөгөөд гүйдэл нь маш богино хугацаанд буурдаг. “Хүний бие нь тусгаарлагч биш учраас гадагшлуулах зам байгаа үед бүх биед хуримтлагдсан статик цэнэгүүд нэгдэнэ. Тиймээс гүйдэл ихсэж, цахилгаанд цохиулах мэдрэмж төрж байна." Хүний бие, металл зүйл зэрэг дамжуулагчдад статик цахилгаан үүссэний дараа гадагшлах гүйдэл харьцангуй их байх болно.

Сайн тусгаарлагч шинж чанартай материалын хувьд нэг нь үүссэн цахилгаан цэнэгийн хэмжээ маш бага, нөгөө нь үүссэн цахилгаан цэнэгийг урсахад хэцүү байдаг. Хүчдэл өндөр хэдий ч хаа нэгтээ цэнэг алдалтын зам байгаа үед зөвхөн холбоо барих цэг болон ойр орчмын зайд байгаа цэнэг л урсаж, цэнэггүй болох ба контактгүй цэгийн цэнэг цэнэггүй болж чадахгүй. Тиймээс хэдэн арван мянган вольтын хүчдэлтэй байсан ч цэнэгийн энерги нь маш бага байдаг.

Статик цахилгааны электрон эд ангиудад үзүүлэх аюул

Статик цахилгаан нь хортой байж болноLEDЗөвхөн LED-ийн өвөрмөц "патент" төдийгүй цахиурын материалаар хийсэн түгээмэл хэрэглэгддэг диод, транзисторууд юм. Байшин барилга, мод, амьтад хүртэл статик цахилгаанаас болж гэмтдэг (аянга бол статик цахилгааны нэг хэлбэр бөгөөд бид үүнийг энд авч үзэхгүй).

Тэгэхээр статик цахилгаан нь электрон эд ангиудыг хэрхэн гэмтээдэг вэ? Би хэт хол явахыг хүсэхгүй байна, зөвхөн хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүдийн тухай ярихаас гадна диод, транзистор, IC, LED-ээр хязгаарлагдах болно.

Хагас дамжуулагчийн эд ангиудын цахилгааны гэмтэл нь эцсийн дүндээ гүйдэлд ордог. Цахилгаан гүйдлийн нөлөөн дор төхөөрөмж нь дулааны улмаас эвдэрч гэмтдэг. Хэрэв гүйдэл байгаа бол хүчдэл байх ёстой. Гэсэн хэдий ч хагас дамжуулагч диодууд нь шууд болон урвуу чиглэлд гүйдлийг хаадаг хүчдэлийн хүрээтэй PN уулзваруудтай байдаг. Урагшлах боломжит саад бага, харин урвуу боломжит саад нь хамаагүй өндөр байна. Эсэргүүцэл өндөртэй хэлхээнд хүчдэл төвлөрдөг. Харин LED-ийн хувьд хүчдэлийг LED руу урагшлуулах үед гадаад хүчдэл нь диодын босго хүчдэлээс бага (материалын зурвасын өргөнтэй тохирч) байвал шууд гүйдэл байхгүй бөгөөд хүчдэлийг бүгдийг нь хэрэглэнэ. PN уулзвар. Хүчдэлийг LED-д урвуугаар хэрэглэх үед гаднах хүчдэл нь LED-ийн урвуу эвдрэлийн хүчдэлээс бага байх үед хүчдэл нь PN уулзварт бүхэлдээ хамаарна. Энэ үед LED-ийн гэмтэлтэй гагнуурын холболт, хаалт, P хэсэг эсвэл N хэсэгт хүчдэлийн уналт байхгүй байна! Учир нь гүйдэл байхгүй. PN уулзвар эвдэрсэний дараа гадаад хүчдэлийг хэлхээний бүх резисторууд хуваалцдаг. Эсэргүүцэл өндөр байгаа тохиолдолд тухайн хэсгийн хүлээх хүчдэл өндөр байна. LED-ийн хувьд PN уулзвар нь ихэнх хүчдэлийг үүрдэг нь байгалийн юм. PN уулзвар дээр үүссэн дулааны хүч нь түүн дээрх хүчдэлийн уналтыг одоогийн утгаар үржүүлсэн байна. Хэрэв одоогийн утгыг хязгаарлаагүй бол хэт халалт нь PN уулзварыг шатааж, үйл ажиллагаагаа алдаж, нэвтэрч орох болно.

IC яагаад статик цахилгаанаас харьцангуй айдаг вэ? IC-ийн бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн талбай маш бага байдаг тул бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн шимэгчийн багтаамж нь маш бага байдаг (ихэвчлэн хэлхээний функц нь маш бага шимэгчийн багтаамж шаарддаг). Тиймээс бага хэмжээний цахилгаан статик цэнэг нь өндөр цахилгаан статик хүчдэл үүсгэдэг бөгөөд бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн чадлын хүлцэл нь ихэвчлэн маш бага байдаг тул электростатик цэнэг нь IC-ийг амархан гэмтээж болно. Гэсэн хэдий ч энгийн жижиг чадлын диод, жижиг чадлын транзистор зэрэг энгийн салангид хэсгүүд нь статик цахилгаанаас тийм ч их айдаггүй, учир нь тэдгээрийн чипийн талбай харьцангуй том, шимэгчийн багтаамж нь харьцангуй том, дээр нь өндөр хүчдэлийг хуримтлуулах нь тийм ч хялбар биш юм. тэдгээрийг ерөнхий статик тохиргоонд. Бага чадалтай MOS транзисторууд нь нимгэн оксидын давхарга, жижиг шимэгчийн багтаамжтай тул цахилгаан статик гэмтэлд өртөмтгий байдаг. Тэд ихэвчлэн савлагааны дараа гурван электродыг богино залгааны дараа үйлдвэрээс гардаг. Ашиглалтын явцад гагнуурын ажил дууссаны дараа богино замыг арилгах шаардлагатай байдаг. Өндөр хүчин чадалтай MOS транзисторуудын чипийн талбай том тул энгийн статик цахилгаан нь тэдгээрийг гэмтээхгүй. Тиймээс та MOS транзисторын гурван электрод нь богино холболтоос хамгаалагдаагүй байгааг харах болно (эхний үйлдвэрлэгчид үйлдвэрээс гарахын өмнө тэдгээрийг богино холболттой хэвээр үлдээсэн).

LED нь үнэндээ диодтой бөгөөд түүний талбай нь IC доторх бүрэлдэхүүн хэсэг бүртэй харьцуулахад маш том байдаг. Тиймээс LED-ийн шимэгчийн багтаамж харьцангуй их байдаг. Тиймээс ерөнхий нөхцөлд статик цахилгаан нь LED-ийг гэмтээж чадахгүй.

Цахилгаан статик цахилгаан нь ерөнхий нөхцөлд, ялангуяа тусгаарлагч дээр өндөр хүчдэлтэй байж болох ч цэнэгийн цэнэгийн хэмжээ маш бага бөгөөд цэнэгийн гүйдлийн үргэлжлэх хугацаа маш богино байдаг. Дамжуулагч дээр өдөөгдсөн цахилгаан статик цэнэгийн хүчдэл тийм ч өндөр биш байж болох ч цэнэгийн гүйдэл их, ихэвчлэн тасралтгүй байдаг. Энэ нь электрон эд ангиудад маш их хор хөнөөл учруулдаг.

Статик цахилгаан яагаад гэмтдэг вэ?LED чипүүдбайнга тохиолддоггүй

Туршилтын үзэгдлээс эхэлье. Металл төмөр хавтан нь 500В статик цахилгааныг зөөдөг. Металл хавтан дээр LED-ийг байрлуул (дараах асуудлуудаас зайлсхийхийн тулд байрлуулах аргад анхаарлаа хандуулаарай). LED нь эвдэрнэ гэж та бодож байна уу? Энд LED-ийг гэмтээхийн тулд ихэвчлэн түүний эвдрэлийн хүчдэлээс их хүчдэлтэй байх ёстой бөгөөд энэ нь LED-ийн хоёр электрод нь металл хавтантай нэгэн зэрэг холбогдож, эвдрэлийн хүчдэлээс их хүчдэлтэй байх ёстой гэсэн үг юм. Төмөр хавтан нь сайн дамжуулагч тул түүн дээрх индукцийн хүчдэл нь тэнцүү бөгөөд 500V гэж нэрлэгддэг хүчдэл нь газартай харьцангуй юм. Тиймээс LED-ийн хоёр электродын хооронд хүчдэл байхгүй бөгөөд мэдээжийн хэрэг ямар ч гэмтэл гарахгүй. Хэрэв та LED-ийн нэг электродыг төмөр хавтангаар холбож, нөгөө электродыг дамжуулагчаар (тусгаарлагч бээлийгүй гар эсвэл утас) газардуулга эсвэл бусад дамжуулагчтай холбохоос бусад тохиолдолд.

Дээрх туршилтын үзэгдэл нь LED нь цахилгаан статик талбарт байх үед нэг электрод нь цахилгаан статик биетэй, нөгөө электрод нь газар эсвэл бусад дамжуулагчтай холбоо барих ёстой гэдгийг сануулж байна. Бодит үйлдвэрлэл, хэрэглээний хувьд жижиг хэмжээтэй LED чийдэнгийн хувьд ийм зүйл тохиолдох магадлал ховор байдаг, ялангуяа багц хэлбэрээр. Гэнэтийн тохиолдлууд гарч болзошгүй. Жишээлбэл, LED нь электростатик бие дээр байрладаг бөгөөд нэг электрод нь электростатик биетэй холбогддог бол нөгөө электрод нь зүгээр л түдгэлздэг. Энэ үед хэн нэгэн түдгэлзүүлсэн электрод хүрэх бөгөөд энэ нь электродыг гэмтээж болзошгүй юмLED гэрэл.

Дээрх үзэгдэл нь цахилгаан статикийн асуудлыг үл тоомсорлож болохгүй гэдгийг бидэнд хэлж байна. Электростатик цэнэггүйдэл нь дамжуулагч хэлхээг шаарддаг бөгөөд статик цахилгаан байвал ямар ч хор хөнөөл учруулахгүй. Зөвхөн маш бага хэмжээний алдагдал гарсан тохиолдолд санамсаргүй цахилгаан статик гэмтлийн асуудлыг авч үзэж болно. Хэрэв энэ нь их хэмжээгээр тохиолдвол чипний бохирдол эсвэл стресстэй холбоотой асуудал үүсэх магадлал өндөр байдаг.