ස්ථිතික විදුලි උත්පාදන යාන්ත්රණය

සාමාන්‍යයෙන් ස්ථිතික විදුලිය ජනනය වන්නේ ඝර්ෂණය හෝ ප්‍රේරණය හේතුවෙනි.

ඝර්ෂණ ස්ථිතික විදුලිය ජනනය වන්නේ වස්තූන් දෙකක් අතර ස්පර්ශය, ඝර්ෂණය හෝ වෙන්වීමේදී ජනනය වන විද්‍යුත් ආරෝපණ චලනය වීමෙනි. සන්නායක අතර ඝර්ෂණයෙන් ඉතිරි වන ස්ථිතික විදුලිය සාමාන්යයෙන් සන්නායකවල ප්රබල සන්නායකතාවය හේතුවෙන් සාපේක්ෂව දුර්වල වේ. ඝර්ෂණය මගින් ජනනය වන අයන ඉක්මනින් එකට ගමන් කරන අතර ඝර්ෂණ ක්‍රියාවලියේදී සහ අවසානයේ උදාසීන වේ. පරිවාරකයේ ඝර්ෂණයෙන් පසුව, ඉහළ විද්යුත් ස්ථිතික වෝල්ටීයතාවයක් උත්පාදනය කළ හැකි නමුත්, ආරෝපණ ප්රමාණය ඉතා කුඩා වේ. මෙය පරිවාරකයේම භෞතික ව්යුහය මගින් තීරණය වේ. පරිවාරකයක අණුක ව්‍යුහය තුළ ඉලෙක්ට්‍රෝන වලට පරමාණුක න්‍යෂ්ටියේ බන්ධනයෙන් නිදහස්ව ගමන් කිරීම අපහසු බැවින් ඝර්ෂණයේ ප්‍රතිඵලය වන්නේ අණුක හෝ පරමාණුක අයනීකරණය කුඩා ප්‍රමාණයක් පමණි.

ප්‍රේරක ස්ථිතික විදුලිය යනු වස්තුව විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක පවතින විට විද්‍යුත් චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක ක්‍රියාකාරිත්වය යටතේ වස්තුවක ඉලෙක්ට්‍රෝන චලනය වීමෙන් සෑදෙන විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයකි. ප්‍රේරක ස්ථිතික විදුලිය සාමාන්‍යයෙන් ජනනය කළ හැක්කේ සන්නායක මත පමණි. පරිවාරක මත අවකාශීය විද්යුත් චුම්භක ක්ෂේත්රවල බලපෑම නොසලකා හැරිය හැක.

විද්‍යුත් ස්ථිතික විසර්ජන යාන්ත්‍රණය

220V ප්‍රධාන විදුලියෙන් මිනිසුන් මරා දැමිය හැකි නමුත් මිනිසුන් මත වෝල්ට් දහස් ගණනක් ඔවුන් මරා දැමිය නොහැකි හේතුව කුමක්ද? ධාරිත්‍රකය හරහා වෝල්ටීයතාවය පහත සූත්‍රය සපුරාලයි: U=Q/C. මෙම සූත්‍රයට අනුව ධාරණාව කුඩා වන විට සහ ආරෝපණ ප්‍රමාණය කුඩා වූ විට අධි වෝල්ටීයතාවයක් ජනනය වේ. “සාමාන්‍යයෙන්, අපගේ ශරීරයේ සහ අප අවට ඇති වස්තූන්ගේ ධාරිතාව ඉතා කුඩාය. විද්‍යුත් ආරෝපණයක් ජනනය වන විට කුඩා විද්‍යුත් ආරෝපණයකින් ද අධි වෝල්ටීයතාවයක් ජනනය කළ හැක. විදුලි ආරෝපණ කුඩා ප්‍රමාණයක් නිසා, විසර්ජනය කරන විට, ජනනය වන ධාරාව ඉතා කුඩා වන අතර කාලය ඉතා කෙටි වේ. වෝල්ටීයතාවය පවත්වා ගත නොහැකි අතර, ධාරාව අතිශයින් කෙටි කාලයක් තුළ පහත වැටේ. “මිනිස් ශරීරය පරිවාරකයක් නොවන නිසා, ශරීරය පුරා එකතු වී ඇති ස්ථිතික ආරෝපණ, විසර්ජන මාර්ගයක් ඇති විට, අභිසාරී වේ. ඒ නිසා කරන්ට් එක වැඩි වෙලා විදුලි කම්පනයක් දැනෙනවා වගේ දැනෙනවා.”. මිනිස් සිරුරු සහ ලෝහ වස්තූන් වැනි සන්නායකවල ස්ථිතික විදුලිය ජනනය කිරීමෙන් පසුව, විසර්ජන ධාරාව සාපේක්ෂව විශාල වේ.

හොඳ පරිවාරක ගුණ ඇති ද්‍රව්‍ය සඳහා, එකක් ජනනය වන විද්‍යුත් ආරෝපණ ප්‍රමාණය ඉතා කුඩා වන අතර අනෙක ජනනය කරන ලද විද්‍යුත් ආරෝපණය ගලා යාමට අපහසුය. වෝල්ටීයතාව වැඩි වුවද, කොහේ හරි විසර්ජන මාර්ගයක් ඇති විට, ස්පර්ශක ලක්ෂ්‍යයේ සහ ඒ අසල ඇති කුඩා පරාසයක් තුළ ඇති ආරෝපණය පමණක් ගලා ගොස් විසර්ජනය කළ හැකි අතර ස්පර්ශ නොවන ස්ථානයේ ආරෝපණය විසර්ජනය කළ නොහැක. එබැවින්, වෝල්ට් දස දහස් ගණනක වෝල්ටීයතාවයකින් වුවද, විසර්ජන ශක්තිය ද නොසැලකිය හැකිය.

ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග සඳහා ස්ථිතික විදුලියෙන් සිදුවන අනතුරු

ස්ථිතික විදුලිය හානිකර විය හැකLEDs, LED හි අද්විතීය "පේටන්ට් බලපත්‍රය" පමණක් නොව, සිලිකන් ද්‍රව්‍ය වලින් සාදන ලද ඩයෝඩ සහ ට්‍රාන්සිස්ටර ද බහුලව භාවිතා වේ. ස්ථිතික විදුලිය මගින් ගොඩනැගිලි, ගස් සහ සතුන්ට පවා හානි සිදුවිය හැකිය (අකුණු යනු ස්ථිතික විදුලියක ආකාරයකි, අපි එය මෙහි සලකා බලන්නේ නැත).

ඉතින්, ස්ථිතික විදුලිය ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංගවලට හානි කරන්නේ කෙසේද? මම වැඩි දුර යන්න කැමති නැහැ, අර්ධ සන්නායක උපාංග ගැන කතා කරනවා පමණක් නොව, ඩයෝඩ, ට්‍රාන්සිස්ටර, IC සහ LED වලට සීමා වේ.

අර්ධ සන්නායක සංරචක වලට විදුලිය මගින් සිදුවන හානිය අවසානයේ ධාරාව සම්බන්ධ වේ. විදුලි ධාරාවේ ක්රියාකාරිත්වය යටතේ, තාපය හේතුවෙන් උපාංගයට හානි සිදු වේ. ධාරාවක් තිබේ නම්, වෝල්ටීයතාවයක් තිබිය යුතුය. කෙසේ වෙතත්, අර්ධ සන්නායක ඩයෝඩ වල PN හන්දි ඇත, ඒවාට ඉදිරි සහ ප්‍රතිලෝම යන දෙකෙහිම ධාරාව අවහිර කරන වෝල්ටීයතා පරාසයක් ඇත. ඉදිරි විභව බාධකය අඩු වන අතර ප්‍රතිලෝම විභව බාධකය බෙහෙවින් වැඩි වේ. ප්‍රතිරෝධය වැඩි පරිපථයක, වෝල්ටීයතාව සංකේන්ද්‍රණය වේ. නමුත් LED සඳහා, වෝල්ටීයතාව LED වෙත ඉදිරියට යොදන විට, බාහිර වෝල්ටීයතාවය ඩයෝඩයේ එළිපත්ත වෝල්ටීයතාවයට වඩා අඩු වන විට (ද්‍රව්‍ය කලාප පරතරය පළලට අනුරූප වේ), ඉදිරි ධාරාවක් නොමැති අතර වෝල්ටීයතාව සියල්ලම යොදනු ලැබේ. PN හන්දිය. වෝල්ටීයතාව LED වෙත ප්‍රතිලෝමව යෙදූ විට, බාහිර වෝල්ටීයතාව LED හි ප්‍රතිලෝම බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාවයට වඩා අඩු වූ විට, වෝල්ටීයතාව PN හන්දියට සම්පූර්ණයෙන්ම යොදනු ලැබේ. මෙම අවස්ථාවේදී, LED වල දෝෂ සහිත පෑස්සුම් සන්ධිය, වරහන, P ප්‍රදේශය හෝ N ප්‍රදේශයේ වෝල්ටීයතා පහත වැටීමක් නොමැත! කරන්ට් නැති නිසා. PN හන්දිය බිඳවැටීමෙන් පසු බාහිර වෝල්ටීයතාවය පරිපථයේ ඇති සියලුම ප්‍රතිරෝධක මගින් බෙදා හරිනු ලැබේ. ප්‍රතිරෝධය වැඩි නම්, එම කොටස මගින් දරනු ලබන වෝල්ටීයතාවය වැඩි වේ. LED සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, PN හන්දිය වැඩි වෝල්ටීයතාවයක් දරයි. PN හන්දියේ ජනනය වන තාප විදුලිය යනු වත්මන් අගයෙන් ගුණ කරන ලද වෝල්ටීයතා පහත වැටීමයි. වත්මන් අගය සීමා නොවේ නම්, අධික තාපය PN හන්දිය පුළුස්සා දමනු ඇත, එහි ක්රියාකාරිත්වය අහිමි වන අතර විනිවිද යනු ඇත.

ICs ස්ථිතික විදුලියට සාපේක්ෂව බිය වන්නේ ඇයි? IC එකක එක් එක් සංරචකයේ වර්ගඵලය ඉතා කුඩා බැවින්, එක් එක් සංරචකයේ පරපෝෂිත ධාරණාව ද ඉතා කුඩා වේ (බොහෝ විට පරිපථ ක්‍රියාකාරිත්වය සඳහා ඉතා කුඩා පරපෝෂිත ධාරිතාවක් අවශ්‍ය වේ). එබැවින්, කුඩා විද්‍යුත් ස්ථිතික ආරෝපණයක් ඉහළ විද්‍යුත් ස්ථිතික වෝල්ටීයතාවයක් ජනනය කරනු ඇති අතර, එක් එක් සංරචකයේ බල ඉවසීම සාමාන්‍යයෙන් ඉතා කුඩා බැවින් විද්‍යුත් ස්ථිතික විසර්ජනය පහසුවෙන් IC වලට හානි කළ හැකිය. කෙසේ වෙතත්, සාමාන්‍ය කුඩා බල ඩයෝඩ සහ කුඩා බල ට්‍රාන්සිස්ටර වැනි සාමාන්‍ය විවික්ත සංරචක ස්ථිතික විදුලියට එතරම් බිය නොවේ, මන්ද ඒවායේ චිප් ප්‍රදේශය සාපේක්ෂව විශාල වන අතර ඒවායේ පරපෝෂිත ධාරිතාව සාපේක්ෂව විශාල වන අතර අධි වෝල්ටීයතා රැස් කිරීම පහසු නොවේ. ඒවා සාමාන්‍ය ස්ථිතික සැකසුම් වල. අඩු බලැති MOS ට්‍රාන්සිස්ටර ඒවායේ තුනී ගේට් ඔක්සයිඩ් ස්ථරය සහ කුඩා පරපෝෂිත ධාරිතාව හේතුවෙන් විද්‍යුත් ස්ථිතික හානිවලට ගොදුරු වේ. ඔවුන් සාමාන්‍යයෙන් ඇසුරුම් කිරීමෙන් පසු ඉලෙක්ට්‍රෝඩ තුන කෙටි පරිපථයකින් පසු කර්මාන්ත ශාලාවෙන් පිටව යයි. භාවිතයේ දී, වෑල්ඩින් අවසන් කිරීමෙන් පසු කෙටි මාර්ගය ඉවත් කිරීමට බොහෝ විට අවශ්ය වේ. අධි බලැති MOS ට්‍රාන්සිස්ටරවල විශාල චිප් ප්‍රදේශය නිසා සාමාන්‍ය ස්ථිතික විදුලිය ඒවාට හානි නොකරයි. එබැවින් MOS ට්‍රාන්සිස්ටර බලයේ ඉලෙක්ට්‍රෝඩ තුන කෙටි පරිපථ මගින් ආරක්ෂා කර නොමැති බව ඔබට පෙනෙනු ඇත (මුල් නිෂ්පාදකයින් තවමත් කර්මාන්ත ශාලාවෙන් පිටවීමට පෙර ඒවා කෙටි පරිපථ කර ඇත).

LED එකක ඇත්ත වශයෙන්ම ඩයෝඩයක් ඇති අතර, IC තුළ ඇති එක් එක් සංරචකයට සාපේක්ෂව එහි ප්‍රදේශය ඉතා විශාල වේ. එබැවින් LED වල පරපෝෂිත ධාරිතාව සාපේක්ෂව විශාලය. එබැවින්, සාමාන්ය තත්වයන් තුළ ස්ථිතික විදුලිය LED ​​වලට හානි කළ නොහැක.

සාමාන්‍ය තත්වයන් තුළ විද්‍යුත් ස්ථිතික විදුලිය, විශේෂයෙන් පරිවාරක මත ඉහළ වෝල්ටීයතාවයක් තිබිය හැකි නමුත් විසර්ජන ආරෝපණ ප්‍රමාණය අතිශයින් කුඩා වන අතර විසර්ජන ධාරාවේ කාලසීමාව ඉතා කෙටි වේ. සන්නායකය මත ප්රේරණය කරන ලද විද්යුත්ස්ථිති ආරෝපණයේ වෝල්ටීයතාවය ඉතා ඉහළ නොවිය හැක, නමුත් විසර්ජන ධාරාව විශාල හා බොහෝ විට අඛණ්ඩ විය හැක. මෙය ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංගවලට ඉතා අහිතකරයි.

ස්ථිතික විදුලියට හානි වන්නේ ඇයි?LED චිප්ස්බොහෝ විට සිදු නොවේ

අපි පර්යේෂණාත්මක සංසිද්ධියකින් පටන් ගනිමු. ලෝහ යකඩ තහඩුවක් 500V ස්ථිතික විදුලිය දරයි. ලෝහ තහඩුව මත LED තබන්න (පහත ගැටළු මඟහරවා ගැනීම සඳහා ස්ථානගත කිරීමේ ක්රමයට අවධානය යොමු කරන්න). LED එකට හානි වේ යැයි ඔබ සිතනවාද? මෙහිදී, LED එකකට හානි කිරීම සඳහා, එය සාමාන්‍යයෙන් එහි බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාවයට වඩා වැඩි වෝල්ටීයතාවයකින් යෙදිය යුතුය, එනම් LED හි ඉලෙක්ට්‍රෝඩ දෙකම එකවර ලෝහ තහඩුවට සම්බන්ධ විය යුතු අතර බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාවයට වඩා වැඩි වෝල්ටීයතාවයක් තිබිය යුතුය. යකඩ තහඩුව හොඳ සන්නායකයක් වන බැවින්, එය හරහා ප්රේරිත වෝල්ටීයතාවය සමාන වන අතර, ඊනියා 500V වෝල්ටීයතාව බිමට සාපේක්ෂව වේ. එබැවින්, LED වල ඉලෙක්ට්රෝඩ දෙක අතර වෝල්ටීයතාවයක් නොමැති අතර, ස්වභාවිකවම කිසිදු හානියක් සිදු නොවනු ඇත. ඔබ යකඩ තහඩුවක් සහිත LED එකක එක් ඉලෙක්ට්‍රෝඩයක් සම්බන්ධ කර නොගන්නේ නම් සහ අනෙක් ඉලෙක්ට්‍රෝඩය සන්නායකයක් සමඟ (අත් හෝ වයර් පරිවාරක අත්වැසුම් නොමැතිව) බිම හෝ වෙනත් සන්නායකවලට සම්බන්ධ නොකරන්න.

ඉහත පර්යේෂණාත්මක සංසිද්ධිය අපට මතක් කර දෙන්නේ LED එකක් විද්‍යුත් ස්ථිතික ක්ෂේත්‍රයක ඇති විට, එක් ඉලෙක්ට්‍රෝඩයක් විද්‍යුත් ස්ථිතික ශරීරය හා සම්බන්ධ විය යුතු අතර අනෙක් ඉලෙක්ට්‍රෝඩය හානි වීමට පෙර බිම හෝ වෙනත් සන්නායක සම්බන්ධ කළ යුතු බවයි. සැබෑ නිෂ්පාදනයේ සහ යෙදුමේ දී, LED වල කුඩා ප්‍රමාණය සමඟ, විශේෂයෙන් කණ්ඩායම් වශයෙන් එවැනි දේ සිදුවීමට ඉඩ ඇත්තේ කලාතුරකිනි. හදිසි අනතුරු සිදුවීමට ඉඩ ඇත. උදාහරණයක් ලෙස, LED යනු විද්‍යුත් ස්ථිතික ශරීරයක් මත වන අතර, එක් ඉලෙක්ට්‍රෝඩයක් විද්‍යුත් ස්ථිතික ශරීරයට සම්බන්ධ වන අතර අනෙක් ඉලෙක්ට්‍රෝඩය අත්හිටුවා ඇත. මෙම අවස්ථාවේදී, යමෙකු අත්හිටුවන ලද ඉලෙක්ට්රෝඩය ස්පර්ශ කරන අතර, එය හානි විය හැකLED ආලෝකය.

ඉහත සංසිද්ධිය අපට පවසන්නේ විද්‍යුත් ස්ථිතික ගැටළු නොසලකා හැරිය නොහැකි බවයි. විද්යුත් ස්ථිතික විසර්ජනය සඳහා සන්නායක පරිපථයක් අවශ්ය වන අතර, ස්ථිතික විදුලිය තිබේ නම් කිසිදු හානියක් සිදු නොවේ. කාන්දු වීම ඉතා කුඩා ප්රමාණයක් පමණක් සිදු වන විට, අහම්බෙන් විද්යුත් ස්ථිතික හානි පිළිබඳ ගැටළුව සලකා බැලිය හැකිය. එය විශාල ප්රමාණවලින් සිදු වුවහොත්, එය චිප් දූෂණය හෝ ආතතිය පිළිබඳ ගැටළුවක් විය හැකිය.