स्थिर बिजुली को उत्पादन संयन्त्र

सामान्यतया, स्थिर बिजुली घर्षण वा प्रेरणाको कारण उत्पन्न हुन्छ।

घर्षण स्थिर बिजुली दुई वस्तुहरू बीचको सम्पर्क, घर्षण, वा विभाजनको समयमा उत्पन्न विद्युतीय चार्जहरूको आन्दोलनबाट उत्पन्न हुन्छ। कन्डक्टरहरू बीच घर्षणले छोडेको स्थिर बिजुली सामान्यतया तुलनात्मक रूपमा कमजोर हुन्छ, कारण कन्डक्टरहरूको बलियो चालकताको कारण। घर्षण द्वारा उत्पन्न आयनहरू चाँडै एकसाथ सर्नेछ र घर्षण प्रक्रियाको समयमा र अन्त्यमा बेअसर हुनेछ। इन्सुलेटरको घर्षण पछि, उच्च इलेक्ट्रोस्टेटिक भोल्टेज उत्पन्न हुन सक्छ, तर चार्जको मात्रा धेरै सानो छ। यो इन्सुलेटरको भौतिक संरचना द्वारा निर्धारण गरिन्छ। इन्सुलेटरको आणविक संरचनामा, इलेक्ट्रोनहरूलाई परमाणु न्यूक्लियसको बाइन्डिङबाट स्वतन्त्र रूपमा सार्न गाह्रो हुन्छ, त्यसैले घर्षणले थोरै मात्रामा आणविक वा आणविक आयनीकरणमा मात्र परिणाम दिन्छ।

इन्डक्टिव स्ट्याटिक बिजुली भनेको विद्युतीय क्षेत्र हो जब वस्तु विद्युतीय क्षेत्रमा छ भने विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रको कार्य अन्तर्गत कुनै वस्तुमा इलेक्ट्रोनहरूको आन्दोलनबाट बनाइन्छ। आगमनात्मक स्थिर बिजुली सामान्यतया कन्डक्टरहरूमा मात्र उत्पन्न गर्न सकिन्छ। इन्सुलेटरहरूमा स्थानिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रहरूको प्रभावलाई बेवास्ता गर्न सकिन्छ।

इलेक्ट्रोस्टेटिक डिस्चार्ज मेकानिज्म

220V मेनको बिजुलीले मानिसलाई मार्न सक्छ, तर हजारौं भोल्टले मानिसलाई मार्न नसक्ने कारण के हो? क्यापेसिटरमा भोल्टेजले निम्न सूत्र पूरा गर्दछ: U=Q/C। यो सूत्र अनुसार, जब क्षमता सानो छ र चार्ज को मात्रा सानो छ, एक उच्च भोल्टेज उत्पन्न हुनेछ। "सामान्यतया, हाम्रो शरीर र हाम्रो वरपरका वस्तुहरूको क्षमता धेरै सानो हुन्छ। जब विद्युतीय चार्ज उत्पन्न हुन्छ, थोरै मात्रामा विद्युतीय चार्जले पनि उच्च भोल्टेज उत्पन्न गर्न सक्छ।" बिजुली चार्जको सानो मात्राको कारण, डिस्चार्ज गर्दा, उत्पन्न वर्तमान धेरै सानो छ, र समय धेरै छोटो छ। भोल्टेज कायम गर्न सकिँदैन, र हालको थोपा एकदम छोटो समयमा। "किनभने मानव शरीर इन्सुलेटर होइन, शरीरभर जम्मा भएको स्थिर चार्जहरू, जब त्यहाँ डिस्चार्ज पथ हुन्छ, अभिसरण हुनेछ। तसर्थ, विद्युत् प्रवाह बढी भएको र बिजुलीको झट्का लागेको महसुस हुन्छ।" मानव शरीर र धातु वस्तुहरू जस्ता कन्डक्टरहरूमा स्थिर बिजुली उत्पन्न भएपछि, डिस्चार्ज वर्तमान अपेक्षाकृत ठूलो हुनेछ।

राम्रो इन्सुलेशन गुणहरू भएका सामग्रीहरूको लागि, एउटा यो हो कि उत्पन्न भएको विद्युतीय चार्जको मात्रा धेरै सानो छ, र अर्को यो हो कि उत्पन्न विद्युतीय चार्ज प्रवाह गर्न गाह्रो छ। भोल्टेज उच्च भएता पनि, कतै डिस्चार्ज पथ हुँदा, सम्पर्क बिन्दुमा र नजिकैको सानो दायरा भित्र मात्र चार्ज प्रवाह र डिस्चार्ज हुन सक्छ, जबकि गैर सम्पर्क बिन्दुमा चार्ज डिस्चार्ज हुन सक्दैन। त्यसकारण, हजारौं भोल्टको भोल्टेजको साथ पनि, डिस्चार्ज ऊर्जा पनि नगण्य छ।

इलेक्ट्रोनिक कम्पोनेन्टहरूमा स्थिर बिजुलीको खतराहरू

स्थिर बिजुली हानिकारक हुन सक्छएलईडीs, LED को अद्वितीय "पेटेन्ट" मात्र होइन, तर सिलिकन सामग्रीबाट बनेका डायोड र ट्रान्जिस्टरहरू पनि प्रयोग गरिन्छ। भवनहरू, रूखहरू र जनावरहरूलाई पनि स्थिर बिजुलीले क्षति पुर्‍याउन सक्छ (बिजुली स्थिर बिजुलीको एक रूप हो, र हामी यसलाई यहाँ विचार गर्दैनौं)।

त्यसोभए, कसरी स्थिर बिजुलीले इलेक्ट्रोनिक घटकहरूलाई क्षति पुर्‍याउँछ? म धेरै टाढा जान चाहन्न, केवल अर्धचालक उपकरणहरूको बारेमा कुरा गर्दै, तर डायोडहरू, ट्रान्जिस्टरहरू, आईसीहरू, र एलईडीहरूमा पनि सीमित।

सेमीकन्डक्टर कम्पोनेन्टहरूमा बिजुलीको कारणले हुने क्षतिमा अन्ततः वर्तमान समावेश हुन्छ। विद्युतीय प्रवाह को कार्य अन्तर्गत, उपकरण गर्मी को कारण क्षतिग्रस्त छ। यदि त्यहाँ वर्तमान छ भने, त्यहाँ भोल्टेज हुनुपर्छ। यद्यपि, अर्धचालक डायोडहरूसँग PN जंक्शनहरू छन्, जसमा भोल्टेज दायरा छ जसले वर्तमानलाई अगाडि र उल्टो दिशाहरूमा रोक्छ। अगाडि सम्भावित बाधा कम छ, जबकि उल्टो सम्भावित अवरोध धेरै उच्च छ। सर्किटमा, जहाँ प्रतिरोध उच्च छ, भोल्टेज केन्द्रित छ। तर LEDs को लागि, जब भोल्टेज LED मा अगाडि लागू गरिन्छ, जब बाह्य भोल्टेज डायोडको थ्रेसहोल्ड भोल्टेज भन्दा कम हुन्छ (सामग्री ब्यान्ड ग्याप चौडाइसँग सम्बन्धित), त्यहाँ कुनै फर्वार्ड करन्ट हुँदैन, र भोल्टेज सबै लागू हुन्छ। PN जंक्शन। जब भोल्टेजलाई उल्टो LED मा लागू गरिन्छ, जब बाह्य भोल्टेज LED को रिभर्स ब्रेकडाउन भोल्टेज भन्दा कम हुन्छ, भोल्टेज PN जंक्शनमा पूर्ण रूपमा लागू हुन्छ। यस समयमा, LED को दोषपूर्ण सोल्डर संयुक्त, कोष्ठक, P क्षेत्र, वा N क्षेत्र मा कुनै भोल्टेज ड्रप छैन! किनभने त्यहाँ कुनै वर्तमान छैन। PN जंक्शन बिच्छेद भएपछि, बाह्य भोल्टेज सर्किटमा सबै प्रतिरोधकहरू द्वारा साझा गरिएको छ। जहाँ प्रतिरोध उच्च छ, भाग द्वारा वहन भोल्टेज उच्च छ। जहाँसम्म LEDs को सम्बन्ध छ, यो स्वाभाविक हो कि PN जंक्शनले अधिकांश भोल्टेज बोक्छ। PN जंक्शनमा उत्पन्न हुने थर्मल पावर भनेको हालको मानले गुणन गरिएको भोल्टेज ड्रप हो। यदि हालको मान सीमित छैन भने, अत्यधिक गर्मीले PN जंक्शनलाई जलाउनेछ, जसले यसको कार्य गुमाउनेछ र प्रवेश गर्नेछ।

ICs किन स्थिर बिजुलीसँग तुलनात्मक रूपमा डराउँछन्? IC मा प्रत्येक कम्पोनेन्टको क्षेत्रफल धेरै सानो भएकोले, प्रत्येक कम्पोनेन्टको परजीवी क्षमता पनि धेरै सानो हुन्छ (प्रायः सर्किट प्रकार्यलाई धेरै सानो परजीवी क्यापेसिटन्स चाहिन्छ)। त्यसकारण, थोरै मात्रामा इलेक्ट्रोस्टेटिक चार्जले उच्च इलेक्ट्रोस्ट्याटिक भोल्टेज उत्पन्न गर्नेछ, र प्रत्येक घटकको पावर सहिष्णुता सामान्यतया धेरै सानो हुन्छ, त्यसैले इलेक्ट्रोस्टेटिक डिस्चार्जले सजिलै आईसीलाई क्षति पुर्‍याउन सक्छ। यद्यपि, साधारण साना पावर डायोडहरू र साना पावर ट्रान्जिस्टरहरू जस्ता सामान्य अलग कम्पोनेन्टहरू स्थिर बिजुलीसँग धेरै डराउँदैनन्, किनभने तिनीहरूको चिप क्षेत्र अपेक्षाकृत ठूलो छ र तिनीहरूको परजीवी क्षमता अपेक्षाकृत ठूलो छ, र उच्च भोल्टेजहरू जम्मा गर्न सजिलो छैन। तिनीहरूलाई सामान्य स्थिर सेटिङहरूमा। कम पावर MOS ट्रान्जिस्टरहरू तिनीहरूको पातलो गेट अक्साइड तह र सानो परजीवी क्यापेसिटन्सको कारणले इलेक्ट्रोस्टेटिक क्षतिको खतरामा छन्। तिनीहरू सामान्यतया प्याकेजिङ पछि तीन इलेक्ट्रोडहरू सर्ट-सर्किट पछि कारखाना छोड्छन्। प्रयोगमा, यो अक्सर वेल्डिंग पूरा भएपछि छोटो मार्ग हटाउन आवश्यक छ। उच्च-शक्ति MOS ट्रान्जिस्टरहरूको ठूलो चिप क्षेत्रको कारण, सामान्य स्थिर बिजुलीले तिनीहरूलाई क्षति गर्दैन। त्यसोभए तपाईले देख्नुहुनेछ कि पावर एमओएस ट्रान्जिस्टरका तीन इलेक्ट्रोडहरू सर्ट सर्किटहरूद्वारा सुरक्षित छैनन् (प्रारम्भिक निर्माताहरूले कारखाना छोड्नु अघि तिनीहरूलाई सर्ट सर्किट गरे)।

एक LED मा वास्तवमा एक डायोड छ, र यसको क्षेत्र IC भित्र प्रत्येक घटक सापेक्ष धेरै ठूलो छ। त्यसैले, LEDs को परजीवी क्षमता अपेक्षाकृत ठूलो छ। त्यसकारण, सामान्य अवस्थामा स्थिर बिजुलीले LED लाई हानि गर्न सक्दैन।

सामान्य अवस्थाहरूमा इलेक्ट्रोस्टेटिक बिजुली, विशेष गरी इन्सुलेटरहरूमा, उच्च भोल्टेज हुन सक्छ, तर डिस्चार्ज चार्जको मात्रा अत्यन्त सानो छ, र डिस्चार्ज करन्टको अवधि धेरै छोटो छ। कन्डक्टरमा उत्प्रेरित इलेक्ट्रोस्टेटिक चार्जको भोल्टेज धेरै उच्च नहुन सक्छ, तर डिस्चार्ज वर्तमान ठूलो र अक्सर निरन्तर हुन सक्छ। यो इलेक्ट्रोनिक कम्पोनेन्टहरूको लागि धेरै हानिकारक छ।

स्थिर बिजुलीले किन क्षति गर्छएलईडी चिप्सअक्सर उत्पन्न हुँदैन

एक प्रयोगात्मक घटना संग सुरु गरौं। धातुको फलामको प्लेटले 500V स्थिर बिजुली बोक्छ। धातुको प्लेटमा एलईडी राख्नुहोस् (निम्न समस्याहरूबाट बच्न प्लेसमेन्ट विधिमा ध्यान दिनुहोस्)। के तपाई सोच्नुहुन्छ कि एलईडी बिग्रन्छ? यहाँ, LED लाई नोक्सान गर्न, यो सामान्यतया यसको ब्रेकडाउन भोल्टेज भन्दा ठूलो भोल्टेजको साथ लागू गर्नुपर्छ, जसको मतलब LED को दुबै इलेक्ट्रोडहरू एकै साथ धातु प्लेटमा सम्पर्क गर्नुपर्छ र ब्रेकडाउन भोल्टेज भन्दा ठूलो भोल्टेज हुनुपर्छ। फलामको प्लेट राम्रो कन्डक्टर भएको हुनाले यसको भरमा प्रेरित भोल्टेज बराबर हुन्छ, र तथाकथित 500V भोल्टेज जमिनसँग सापेक्ष हुन्छ। त्यसकारण, LED को दुई इलेक्ट्रोडहरू बीच कुनै भोल्टेज छैन, र स्वाभाविक रूपमा त्यहाँ कुनै क्षति हुनेछैन। तपाईंले फलामको प्लेटसँग एलईडीको एउटा इलेक्ट्रोडलाई सम्पर्क नगरेसम्म, र अर्को इलेक्ट्रोडलाई कन्डक्टर (इन्सुलेट ग्लोभ्स बिना हात वा तार) ग्राउन्ड वा अन्य कन्डक्टरमा जडान गर्नुहोस्।

माथिको प्रयोगात्मक घटनाले हामीलाई सम्झाउँछ कि जब एक LED इलेक्ट्रोस्ट्याटिक क्षेत्रमा हुन्छ, एउटा इलेक्ट्रोडले इलेक्ट्रोस्ट्याटिक शरीरलाई सम्पर्क गर्नुपर्छ, र अर्को इलेक्ट्रोडले क्षति पुर्‍याउनु अघि जमीन वा अन्य कन्डक्टरहरूसँग सम्पर्क गर्नुपर्छ। वास्तविक उत्पादन र प्रयोगमा, LEDs को सानो आकार संग, विशेष गरी ब्याच मा, यस्ता चीजहरू हुने सम्भावना विरलै हुन्छ। आकस्मिक घटनाको सम्भावना छ। उदाहरण को लागी, एक LED एक इलेक्ट्रोस्ट्याटिक शरीर मा छ, र एक इलेक्ट्रोड इलेक्ट्रोस्ट्याटिक शरीर को सम्पर्क गर्दछ, जबकि अर्को इलेक्ट्रोड भर्खर निलम्बित छ। यस समयमा, कसैले निलम्बित इलेक्ट्रोड छुन्छ, जसले क्षति गर्न सक्छएलईडी लाइट.

माथिको घटनाले हामीलाई बताउँछ कि इलेक्ट्रोस्टेटिक समस्याहरूलाई बेवास्ता गर्न सकिँदैन। इलेक्ट्रोस्टेटिक डिस्चार्जको लागि प्रवाहकीय सर्किट चाहिन्छ, र यदि स्थिर बिजुली छ भने त्यहाँ कुनै हानि छैन। जब चुहावटको धेरै सानो मात्रा हुन्छ, दुर्घटनात्मक इलेक्ट्रोस्टेटिक क्षतिको समस्यालाई विचार गर्न सकिन्छ। यदि यो ठूलो मात्रामा हुन्छ भने, यो चिप प्रदूषण वा तनावको समस्या हुने सम्भावना बढी हुन्छ।