Mecanwaith cynhyrchu trydan statig

Fel arfer, mae trydan statig yn cael ei gynhyrchu oherwydd ffrithiant neu anwythiad.

Cynhyrchir trydan statig ffrithiannol trwy symud taliadau trydanol a gynhyrchir yn ystod cyswllt, ffrithiant, neu wahanu rhwng dau wrthrych. Mae'r trydan statig a adawyd gan ffrithiant rhwng dargludyddion fel arfer yn gymharol wan, oherwydd dargludedd cryf y dargludyddion. Bydd yr ïonau a gynhyrchir gan ffrithiant yn symud gyda'i gilydd yn gyflym ac yn niwtraleiddio yn ystod ac ar ddiwedd y broses ffrithiant. Ar ôl ffrithiant yr ynysydd, gellir cynhyrchu foltedd electrostatig uwch, ond mae swm y tâl yn fach iawn. Pennir hyn gan strwythur ffisegol yr ynysydd ei hun. Yn strwythur moleciwlaidd ynysydd, mae'n anodd i electronau symud yn rhydd o rwymo'r cnewyllyn atomig, felly dim ond ychydig bach o ïoneiddiad moleciwlaidd neu atomig sy'n arwain at ffrithiant.

Mae trydan statig anwythol yn faes trydan a ffurfiwyd gan symudiad electronau mewn gwrthrych o dan weithred maes electromagnetig pan fydd y gwrthrych mewn maes trydan. Yn gyffredinol, dim ond ar ddargludyddion y gellir cynhyrchu trydan statig anwythol. Gellir anwybyddu effaith meysydd electromagnetig gofodol ar ynysyddion.

Mecanwaith rhyddhau electrostatig

Beth yw'r rheswm pam y gall prif gyflenwad trydan 220V ladd pobl, ond mae miloedd o foltiau ar bobl yn methu â'u lladd? Mae'r foltedd ar draws y cynhwysydd yn cwrdd â'r fformiwla ganlynol: U=Q/C. Yn ôl y fformiwla hon, pan fo'r cynhwysedd yn fach a maint y tâl yn fach, bydd foltedd uchel yn cael ei gynhyrchu. “Fel arfer, mae cynhwysedd ein cyrff a’n gwrthrychau o’n cwmpas yn fach iawn. Pan gynhyrchir gwefr drydanol, gall ychydig bach o wefr drydan gynhyrchu foltedd uchel hefyd.” Oherwydd y swm bach o dâl trydan, wrth ollwng, mae'r cerrynt a gynhyrchir yn fach iawn, ac mae'r amser yn fyr iawn. Ni ellir cynnal y foltedd, ac mae'r cerrynt yn disgyn mewn amser byr iawn. “Gan nad yw'r corff dynol yn ynysydd, bydd y taliadau sefydlog a gronnir ledled y corff, pan fydd llwybr gollwng, yn cydgyfeirio. Felly, mae'n teimlo bod y cerrynt yn uwch a bod ymdeimlad o sioc drydanol." Ar ôl i drydan statig gael ei gynhyrchu mewn dargludyddion fel cyrff dynol a gwrthrychau metel, bydd y cerrynt rhyddhau yn gymharol fawr.

Ar gyfer deunyddiau ag eiddo inswleiddio da, un yw bod y tâl trydan a gynhyrchir yn fach iawn, a'r llall yw bod y tâl trydan a gynhyrchir yn anodd ei lifo. Er bod y foltedd yn uchel, pan fo llwybr gollwng yn rhywle, dim ond y tâl yn y pwynt cyswllt ac o fewn ystod fach gerllaw all lifo a gollwng, tra na all y tâl yn y pwynt cyswllt ollwng. Felly, hyd yn oed gyda foltedd o ddegau o filoedd o foltiau, mae'r egni rhyddhau hefyd yn ddibwys.

Peryglon trydan statig i gydrannau electronig

Gall trydan statig fod yn niweidiol iLEDs, nid yn unig “patent” unigryw LED, ond hefyd deuodau a thransisorau a ddefnyddir yn gyffredin wedi'u gwneud o ddeunyddiau silicon. Gall hyd yn oed adeiladau, coed ac anifeiliaid gael eu difrodi gan drydan statig (mae mellt yn fath o drydan statig, ac ni fyddwn yn ei ystyried yma).

Felly, sut mae trydan statig yn niweidio cydrannau electronig? Dydw i ddim eisiau mynd yn rhy bell, dim ond siarad am ddyfeisiau lled-ddargludyddion, ond hefyd yn gyfyngedig i deuodau, transistorau, ICs, a LEDs.

Mae'r difrod a achosir gan drydan i gydrannau lled-ddargludyddion yn cynnwys cerrynt yn y pen draw. O dan weithred cerrynt trydan, mae'r ddyfais yn cael ei niweidio oherwydd gwres. Os oes cerrynt, rhaid cael foltedd. Fodd bynnag, mae gan deuodau lled-ddargludyddion gyffyrdd PN, sydd ag ystod foltedd sy'n blocio cerrynt yn y cyfeiriad ymlaen ac yn ôl. Mae'r rhwystr potensial ymlaen yn isel, tra bod y rhwystr potensial gwrthdro yn llawer uwch. Mewn cylched, lle mae'r gwrthiant yn uchel, mae'r foltedd wedi'i grynhoi. Ond ar gyfer LEDs, pan fydd y foltedd yn cael ei gymhwyso ymlaen i'r LED, pan fydd y foltedd allanol yn llai na foltedd trothwy'r deuod (sy'n cyfateb i led y bwlch band deunydd), nid oes cerrynt ymlaen, ac mae'r foltedd i gyd yn cael ei gymhwyso i y gyffordd PN. Pan fydd y foltedd yn cael ei gymhwyso i'r LED yn y cefn, pan fo'r foltedd allanol yn llai na foltedd dadansoddiad gwrthdro'r LED, mae'r foltedd hefyd yn cael ei gymhwyso i'r gyffordd PN yn gyfan gwbl. Ar yr adeg hon, nid oes unrhyw ostyngiad mewn foltedd naill ai yn uniad solder diffygiol y LED, y braced, yr ardal P, neu'r ardal N! Achos does dim cerrynt. Ar ôl i'r gyffordd PN gael ei chwalu, mae'r foltedd allanol yn cael ei rannu gan yr holl wrthyddion ar y gylched. Pan fo'r gwrthiant yn uchel, mae'r foltedd a gludir gan y rhan yn uchel. Cyn belled ag y mae LEDs yn y cwestiwn, mae'n naturiol bod y gyffordd PN yn cario'r rhan fwyaf o'r foltedd. Y pŵer thermol a gynhyrchir yn y gyffordd PN yw'r gostyngiad foltedd ar ei draws wedi'i luosi â'r gwerth cyfredol. Os nad yw'r gwerth presennol yn gyfyngedig, bydd gwres gormodol yn llosgi allan y gyffordd PN, a fydd yn colli ei swyddogaeth ac yn treiddio.

Pam mae ICs yn gymharol ofnus o drydan statig? Oherwydd bod arwynebedd pob cydran mewn IC yn fach iawn, mae cynhwysedd parasitig pob cydran hefyd yn fach iawn (yn aml mae angen cynhwysedd parasitig bach iawn ar swyddogaeth y gylched). Felly, bydd swm bach o dâl electrostatig yn cynhyrchu foltedd electrostatig uchel, ac mae goddefgarwch pŵer pob cydran fel arfer yn fach iawn, felly gall rhyddhau electrostatig niweidio'r IC yn hawdd. Fodd bynnag, nid yw cydrannau arwahanol cyffredin, megis deuodau pŵer bach cyffredin a transistorau pŵer bach, yn ofni trydan statig yn fawr, oherwydd bod eu hardal sglodion yn gymharol fawr ac mae eu cynhwysedd parasitig yn gymharol fawr, ac nid yw'n hawdd cronni folteddau uchel ar nhw mewn gosodiadau statig cyffredinol. Mae transistorau MOS pŵer isel yn dueddol o gael eu difrodi'n electrostatig oherwydd eu haen adwy ocsid tenau a chynhwysedd parasitig bach. Maent fel arfer yn gadael y ffatri ar ôl cylched byr y tri electrod ar ôl pecynnu. Wrth ei ddefnyddio, mae'n aml yn ofynnol i gael gwared ar y llwybr byr ar ôl cwblhau weldio. Oherwydd arwynebedd sglodion mawr transistorau MOS pŵer uchel, ni fydd trydan statig cyffredin yn eu niweidio. Felly fe welwch nad yw'r tri electrod o bŵer transistor MOS yn cael eu hamddiffyn gan gylchedau byr (gweithgynhyrchwyr cynnar yn dal i byr cylchedau nhw cyn gadael y ffatri).

Mae gan LED ddeuod mewn gwirionedd, ac mae ei arwynebedd yn fawr iawn o'i gymharu â phob cydran o fewn yr IC. Felly, mae cynhwysedd parasitig LEDs yn gymharol fawr. Felly, ni all trydan statig mewn sefyllfaoedd cyffredinol niweidio LEDs.

Gall trydan electrostatig mewn sefyllfaoedd cyffredinol, yn enwedig ar ynysyddion, fod â foltedd uchel, ond mae swm y tâl rhyddhau yn fach iawn, ac mae hyd y cerrynt rhyddhau yn fyr iawn. Efallai na fydd foltedd y tâl electrostatig a achosir ar y dargludydd yn uchel iawn, ond gall y cerrynt rhyddhau fod yn fawr ac yn aml yn barhaus. Mae hyn yn niweidiol iawn i gydrannau electronig.

Pam mae difrod trydan statigsglodion LEDddim yn digwydd yn aml

Gadewch i ni ddechrau gyda ffenomen arbrofol. Mae plât haearn metel yn cario trydan statig 500V. Rhowch y LED ar y plât metel (rhowch sylw i'r dull lleoli i osgoi'r problemau canlynol). Ydych chi'n meddwl y bydd y LED yn cael ei niweidio? Yma, i niweidio LED, fel arfer dylid ei gymhwyso â foltedd sy'n fwy na'i foltedd chwalu, sy'n golygu y dylai dwy electrod y LED gysylltu â'r plât metel ar yr un pryd a bod â foltedd sy'n fwy na'r foltedd chwalu. Gan fod y plât haearn yn ddargludydd da, mae'r foltedd anwythol ar ei draws yn gyfartal, ac mae'r foltedd 500V fel y'i gelwir yn gymharol â'r ddaear. Felly, nid oes foltedd rhwng dau electrod y LED, ac yn naturiol ni fydd unrhyw ddifrod. Oni bai eich bod yn cysylltu ag un electrod o LED â phlât haearn, ac yn cysylltu'r electrod arall â dargludydd (llaw neu wifren heb fenig ynysu) â dargludyddion daear neu ddargludyddion eraill.

Mae'r ffenomen arbrofol uchod yn ein hatgoffa, pan fydd LED mewn maes electrostatig, rhaid i un electrod gysylltu â'r corff electrostatig, a rhaid i'r electrod arall gysylltu â'r ddaear neu ddargludyddion eraill cyn y gellir ei niweidio. Mewn cynhyrchu a chymhwyso gwirioneddol, gyda maint bach LEDs, anaml iawn y bydd pethau o'r fath yn digwydd, yn enwedig mewn sypiau. Mae digwyddiadau damweiniol yn bosibl. Er enghraifft, mae LED ar gorff electrostatig, ac mae un electrod yn cysylltu â'r corff electrostatig, tra bod yr electrod arall wedi'i atal yn unig. Ar yr adeg hon, mae rhywun yn cyffwrdd â'r electrod crog, a allai niweidio'rGolau LED.

Mae'r ffenomen uchod yn dweud wrthym na ellir anwybyddu problemau electrostatig. Mae angen cylched dargludol ar ollyngiad electrostatig, ac nid oes unrhyw niwed os oes trydan statig. Pan mai dim ond ychydig iawn o ollyngiadau sy'n digwydd, gellir ystyried problem difrod electrostatig damweiniol. Os yw'n digwydd mewn symiau mawr, mae'n fwy tebygol o fod yn broblem o halogiad sglodion neu straen.