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静电放电

大家好,小小来为大家解答以下问题,静电放电全过程,静电放电很多朋友还不知道,现在让我们一起来看看吧!

1、静电的产生机理

通常,静电是由摩擦或感应产生的。

摩擦起电静电是由两个物体接触摩擦或分离时产生的电荷运动引起的。导体之间摩擦留下的静电通常很弱,这是由于导体的导电性很强,摩擦产生的离子会在摩擦过程中和结束时迅速移动到一起并中和。但绝缘体摩擦后,可能会产生较高的静电电压,但电荷量很小。这是由绝缘子本身的物理结构决定的。在绝缘体的分子结构中,没有原子核的约束,电子很难自由运动,所以摩擦结果只能产生少量的分子或原子电离。

感应静电是指当物体处于电场中时,物体中的电子在电磁场的作用下运动,形成电场。一般来说,感应静电只能在导体上产生。空间电磁场对绝缘子的影响可以忽略。

2.静电放电机制

220V市电可以死人,但人身上几千伏的电杀不死人。原因是什么?电容两端的电压满足以下公式:u=q/c根据这个公式我们可以知道,当电容很小时,很少量的电荷就会产生很高的电压。通常情况下,我们身体和周围物体的电容都很小。电荷产生时,少量电荷也会产生高电压。由于电荷量小,放电时,形成的电流很小,时间很短,电压无法维持,会在很短的时间内下降。因为人体不是绝缘体,所以当有放电路径时,身体各个部位积累的静电荷都会被收集起来,所以电流感觉更大,有触电的感觉。人体、金属物体等导体产生静电后放电电流会比较大。

对于绝缘性能好的材料,一是产生的电荷很小,二是产生的电荷很难流动。虽然电压高,但当某处有放电路径时,只有接触点和附近极小范围内的电荷可以流动放电,而非接触点的电荷不能放电(谁叫它绝缘体)。所以即使是几万伏的电压,放电能量也很小。8场演出。

所以塑料周转箱、包装泡沫、化纤地毯的静电电压虽然很高,但放电能量其实很小。

3.静电对电子元件的危害

静电会对LED造成危害,这并不是LED独有的“专利”,常用的硅材料的二极管、三极管也是如此。甚至建筑物、树木、动物都有可能被静电损坏(雷电是静电的一种,这里不考虑)。

那么,静电是如何损坏电子元器件的呢?不想讲太远,只讲半导体器件,而且仅限于二极管、三极管、IC、LED。

电对半导体元器件的损害,归根结底是电流的参与。在电流的作用下,器件受热损坏。有电流就一定有电压。但是半导体二极管有PN结,PN结会有一个不管正向还是反向都阻挡电流的电压范围。正向壁垒低,反向壁垒高得多。在电阻大的电路中,电压是集中的。但是看LED,正向施加电压到LED上,当外部电压小于二极管的阈值电压(大小对应材料的带隙宽度)时,没有正向电流,所有的电压都施加到PN结上。当电压反向施加到LED时,当外部电压小于LED的反向击穿电压时,电压也施加到PN结。此时LED的虚焊点、支架、P区、N区都没有压降!因为没有电流。只有在PN结击穿后,外部电压才会被电路中的所有电阻分担。电阻高的地方,哪个部分承受高电压。就LED而言,PN结自然要承担

IC为什么怕静电?因为IC中每个元件的面积很小,所以每个元件的寄生电容也很小(往往电路功能要求寄生电容很小)。所以少量的静电荷会产生很高的静电电压,各元件的功率容差通常很小。所以在静电放电很容易破坏IC。而普通的分立元件,比如普通的小功率二极管、小功率晶体管,都不是很怕静电,因为它们的芯片面积比较大,寄生电容比较大,一般的静电测定不容易在上面积累高电压。小功率MOS晶体管由于栅氧化层薄,寄生电容小,容易被静电损坏。通常三个电极封装后会短路。在应用中,经常需要在焊接完成后去除短路线。而大功率MOS管,因为芯片面积大,一般静电不会破坏。所以你会看到功率MOS管的三个电极都没有短路保护(早期厂家还是把它们短路出厂)。

LED其实就是一个二极管,相对于IC中的各个元器件,它的面积是非常大的。所以LED的寄生电容比较大。所以一般场合的静电是无法损坏LED的。

一般场合的静电,尤其是绝缘体上产生的静电,会有很高的电压,但放电电荷极小,放电电流持续时间很短。另一方面,导体上感应的静电电压可能不是很高,但放电电流可能很大,而且往往是连续电流。这对电子元件是非常有害的。

4.为什么LED静电损坏不常发生?

我们先来看一个实验现象。金属铁板有500V静电。将LED放在金属板上(注意避免以下问题的方式)。你认为LED会损坏吗?这里,如果要破坏LED,通常应该施加大于其击穿电压的电压,即LED的两个电极应该同时接触金属板,并且具有大于击穿电压的电压。因为铁板是良导体,上面各处的感应电压都是相等的,所谓500V的电压是相对于地的,所以led的两个电极之间没有电压,自然不会损坏。除非,你把LED的一个电极接触到铁板,另一个电极用导体(不戴绝缘手套的手或电线)接地或接其他导体。

上述实验现象提示,当LED处于静电场中时,必须有一个电极与静电体接触,另一个电极必须与地面或其他导体接触才会损坏。在实际生产和使用中,以LED的小尺寸,这种事情发生的机会很少,尤其是批量生产。偶然事件是可能的。比如LED在一个静电体上,一个电极接触静电体,另一个电极刚好悬空。此时,有人触摸悬浮的电极,可能会损坏LED。

以上现象告诉我们,静电问题不容忽视。静电放电要有导电回路,有静电就没有损坏。面对只有极少量的漏电问题,可以考虑静电的意外破坏。如果大量发生,更有可能是芯片污染或者应力的问题。

今天本文讲解到此结束,希望对你有所帮助。

责任编辑: 鲁达

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