hello,小铁来为大家解答以上问题,静电放电的三种模式,静电放电很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!
1、静电的机理
通常,静电是由摩擦或感应产生的。
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摩擦后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。这是由于绝缘体本身的物理结构。在绝缘体的分子结构中,没有原子核的束缚,电子很难自由移动,所以摩擦导致的只是少量的分子或原子电离。
静电感应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。通常,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。
20 V的市电可以杀人,但是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,当电容很小时,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。当产生电荷时,少量的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,电压维持不了,在极短的时间内下降。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,所以感觉电流更大,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,只有接触点及其附近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)。所以即使有几万伏的电压,放电能量也是微乎其微的。如图8所示。
因此,虽然塑料周转箱、包装泡沫、化纤地毯等的静电电压。很高,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的专属“专利”,常用的硅材质的二极管、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,只说半导体器件,仅限于二极管、三极管、集成电路、发光二极管。
电气半导体元件的破坏最终是由于电流的参与。在电流的作用下,器件受热损坏。有电流就一定有电压。然而,半导体二极管有一个PN结,无论电流是正向还是反向,pn结的电压范围都会阻挡电流。正向壁垒低,反向壁垒高得多。在电阻高的电路中,电压集中在那里。但就LED而言,正向施加电压给LED时,当外部电压小于二极管的阈值电压(大小对应材料禁带宽度)时,没有正向电流,所有电压都施加在PN结上。当反向电压被施加到LED时,当外部电压小于LED的反向击穿电压时,该电压也被施加到PN结。此时LED、支架、P区、N区的虚拟焊点没有压降!因为没有电流。当PN结击穿时,外部电压将由电路上的所有电阻分担。电阻高的地方,器件承受的电压也高。就LED而言,PN结结结mos是很自然的
IC为什么怕静电?因为IC中每个元件的面积都很小,而且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)。因此,少量的静电电荷会产生很高的静电电压,而每个元件的功率容差通常很小,因此静电放电很容易破坏ic。而通常的分立元件,比如普通的小功率二极管,小功率三极管,都不是很怕静电,因为它们的芯片面积比较大,寄生电容也比较大。一般静电测定不容易在它们上面积累高电压。小功率MOS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,然后就出厂了。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,由于芯片面积大,不会被普通静电损坏。所以你会看到功率MOS管的三个电极都没有短路保护(早期厂家出厂前还是短路的)。
其实LED有一个二极管,相对于IC中的每个元件,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。
一般情况下的静电,尤其是绝缘体上产生的静电,会有很高的电压,但放电电荷量极小,放电电流持续时间很短。而导体上感应的静电的电压可能不是很高,但放电电流可能很大,而且往往是连续的电流。这会对电子元件造成很大的伤害。
4.为什么说静电对LED的损害不会经常发生?
我们先来看一个实验现象。金属板上有500伏的静电。将LED放在金属板上(小心放置以避免以下问题)。你认为LED会被破坏吗?这里,如果要损坏LED,通常应该施加大于其击穿电压的电压,也就是说,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。由于铁板是良导体,感应电压在上面处处相等,而所谓的500V电压是相对于地的,所以led的两个电极之间没有电压,自然也就不会有损坏。除非您用铁板接触LED的一个电极,并用导体(没有绝缘手套的手或电线)将另一个电极连接到地面或其他导体。
上面的试验现象提示我们,LED在静电场中时,必须是一个电极接触静电体,另一个电极要接触地或其它导体才可能受损。在实际生产和使用中,以LED那么小的体积,很少有机会发生那样的事情,尤其是批量发生那样的事情。偶然的事件是可能的。比如,LED处于静电体上,且一个电极接触到静电体,另一个电极刚好是悬空的,此时有人去触及了悬空的那个电极,就可能损伤LED。
本文讲解到此结束,希望对大家有所帮助。