స్టాటిక్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి విధానం

సాధారణంగా, రాపిడి లేదా ఇండక్షన్ కారణంగా స్థిర విద్యుత్ ఉత్పత్తి అవుతుంది.

రెండు వస్తువుల మధ్య సంపర్కం, ఘర్షణ లేదా విభజన సమయంలో ఉత్పన్నమయ్యే విద్యుత్ ఛార్జీల కదలిక ద్వారా ఘర్షణ స్థిర విద్యుత్ ఉత్పత్తి అవుతుంది. కండక్టర్ల యొక్క బలమైన వాహకత కారణంగా కండక్టర్ల మధ్య రాపిడి ద్వారా మిగిలిపోయిన స్థిర విద్యుత్ సాధారణంగా సాపేక్షంగా బలహీనంగా ఉంటుంది. ఘర్షణ ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే అయాన్లు ఘర్షణ ప్రక్రియ సమయంలో మరియు ముగింపులో త్వరగా కలిసి కదులుతాయి మరియు తటస్థీకరిస్తాయి. ఇన్సులేటర్ యొక్క ఘర్షణ తర్వాత, అధిక ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ వోల్టేజ్ ఉత్పత్తి కావచ్చు, కానీ ఛార్జ్ మొత్తం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. ఇది ఇన్సులేటర్ యొక్క భౌతిక నిర్మాణం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. అవాహకం యొక్క పరమాణు నిర్మాణంలో, పరమాణు కేంద్రకం యొక్క బంధం నుండి ఎలక్ట్రాన్లు స్వేచ్ఛగా కదలడం కష్టం, కాబట్టి ఘర్షణ ఫలితంగా తక్కువ మొత్తంలో పరమాణు లేదా పరమాణు అయనీకరణ జరుగుతుంది.

ఇండక్టివ్ స్టాటిక్ ఎలక్ట్రిసిటీ అనేది వస్తువు విద్యుత్ క్షేత్రంలో ఉన్నప్పుడు విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క చర్యలో ఒక వస్తువులో ఎలక్ట్రాన్ల కదలిక ద్వారా ఏర్పడిన విద్యుత్ క్షేత్రం. ఇండక్టివ్ స్టాటిక్ విద్యుత్తు సాధారణంగా కండక్టర్లపై మాత్రమే ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది. అవాహకాలపై ప్రాదేశిక విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాల ప్రభావాన్ని విస్మరించవచ్చు.

ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ డిచ్ఛార్జ్ మెకానిజం

220V మెయిన్స్ విద్యుత్తు ప్రజలను చంపగలదు, కానీ ప్రజలపై వేల వోల్ట్‌లు వారిని చంపలేకపోవడానికి కారణం ఏమిటి? కెపాసిటర్‌లోని వోల్టేజ్ క్రింది సూత్రానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది: U=Q/C. ఈ ఫార్ములా ప్రకారం, కెపాసిటెన్స్ చిన్నగా మరియు ఛార్జ్ మొత్తం తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, అధిక వోల్టేజ్ ఉత్పత్తి అవుతుంది. “సాధారణంగా, మన శరీరాలు మరియు మన చుట్టూ ఉన్న వస్తువుల కెపాసిటెన్స్ చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. ఎలక్ట్రిక్ ఛార్జ్ ఉత్పత్తి అయినప్పుడు, తక్కువ మొత్తంలో విద్యుత్ ఛార్జ్ అధిక వోల్టేజ్‌ను కూడా ఉత్పత్తి చేస్తుంది. చిన్న మొత్తంలో విద్యుత్ ఛార్జ్ కారణంగా, డిచ్ఛార్జ్ చేస్తున్నప్పుడు, ఉత్పత్తి చేయబడిన విద్యుత్తు చాలా తక్కువగా ఉంటుంది మరియు సమయం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. వోల్టేజ్ నిర్వహించబడదు మరియు కరెంట్ చాలా తక్కువ సమయంలో పడిపోతుంది. “మానవ శరీరం అవాహకం కానందున, శరీరం అంతటా పేరుకుపోయిన స్టాటిక్ ఛార్జీలు, ఉత్సర్గ మార్గం ఉన్నప్పుడు, కలుస్తాయి. అందువల్ల, కరెంట్ ఎక్కువగా ఉన్నట్లు అనిపిస్తుంది మరియు విద్యుత్ షాక్ ఉన్నట్లు అనిపిస్తుంది. ”. మానవ శరీరాలు మరియు లోహ వస్తువులు వంటి కండక్టర్లలో స్థిర విద్యుత్ ఉత్పత్తి చేయబడిన తర్వాత, ఉత్సర్గ కరెంట్ సాపేక్షంగా పెద్దదిగా ఉంటుంది.

మంచి ఇన్సులేషన్ లక్షణాలు ఉన్న పదార్థాల కోసం, ఒకటి ఉత్పత్తి చేయబడిన విద్యుత్ ఛార్జ్ చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, మరియు మరొకటి ఉత్పత్తి చేయబడిన విద్యుత్ ఛార్జ్ ప్రవహించడం కష్టం. వోల్టేజ్ ఎక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, ఎక్కడో ఒక డిచ్ఛార్జ్ పాత్ ఉన్నప్పుడు, కాంటాక్ట్ పాయింట్ వద్ద మరియు సమీపంలోని చిన్న పరిధిలో మాత్రమే ఛార్జ్ ప్రవహిస్తుంది మరియు విడుదల అవుతుంది, అయితే నాన్ కాంటాక్ట్ పాయింట్ వద్ద ఛార్జ్ డిశ్చార్జ్ కాదు. అందువల్ల, పదివేల వోల్ట్ల వోల్టేజీతో కూడా, ఉత్సర్గ శక్తి కూడా చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.

ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలకు స్థిర విద్యుత్ ప్రమాదాలు

స్టాటిక్ విద్యుత్ హానికరంLEDs, LED యొక్క ఏకైక “పేటెంట్” మాత్రమే కాదు, సాధారణంగా ఉపయోగించే డయోడ్‌లు మరియు సిలికాన్ పదార్థాలతో చేసిన ట్రాన్సిస్టర్‌లు కూడా. భవనాలు, చెట్లు మరియు జంతువులు కూడా స్థిర విద్యుత్ (మెరుపు అనేది స్థిర విద్యుత్ యొక్క ఒక రూపం, మరియు మేము దానిని ఇక్కడ పరిగణించము).

కాబట్టి, స్టాటిక్ విద్యుత్ ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలను ఎలా దెబ్బతీస్తుంది? నేను సెమీకండక్టర్ పరికరాల గురించి మాట్లాడటం చాలా దూరం వెళ్లాలని అనుకోను, కానీ డయోడ్‌లు, ట్రాన్సిస్టర్‌లు, ICలు మరియు LED లకు మాత్రమే పరిమితం.

సెమీకండక్టర్ భాగాలకు విద్యుత్తు వల్ల కలిగే నష్టం చివరికి విద్యుత్తును కలిగి ఉంటుంది. విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క చర్యలో, పరికరం వేడి కారణంగా దెబ్బతింటుంది. కరెంట్ ఉంటే, తప్పనిసరిగా వోల్టేజ్ ఉండాలి. అయినప్పటికీ, సెమీకండక్టర్ డయోడ్‌లు PN జంక్షన్‌లను కలిగి ఉంటాయి, ఇవి వోల్టేజ్ పరిధిని కలిగి ఉంటాయి, ఇవి కరెంట్‌ను ఫార్వర్డ్ మరియు రివర్స్ దిశలలో అడ్డుకుంటుంది. ఫార్వర్డ్ పొటెన్షియల్ అవరోధం తక్కువగా ఉంటుంది, అయితే రివర్స్ పొటెన్షియల్ అవరోధం చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది. ప్రతిఘటన ఎక్కువగా ఉన్న సర్క్యూట్‌లో, వోల్టేజ్ కేంద్రీకృతమై ఉంటుంది. కానీ LED లకు, LEDకి వోల్టేజ్ ఫార్వర్డ్ చేయబడినప్పుడు, డయోడ్ యొక్క థ్రెషోల్డ్ వోల్టేజ్ (మెటీరియల్ బ్యాండ్ గ్యాప్ వెడల్పుకు అనుగుణంగా) కంటే బాహ్య వోల్టేజ్ తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ఫార్వర్డ్ కరెంట్ ఉండదు మరియు వోల్టేజ్ అన్నింటికి వర్తించబడుతుంది PN జంక్షన్. LEDకి రివర్స్‌లో వోల్టేజ్ వర్తించినప్పుడు, బాహ్య వోల్టేజ్ LED యొక్క రివర్స్ బ్రేక్‌డౌన్ వోల్టేజ్ కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, వోల్టేజ్ పూర్తిగా PN జంక్షన్‌కు కూడా వర్తించబడుతుంది. ఈ సమయంలో, LED, బ్రాకెట్, P ప్రాంతం లేదా N ప్రాంతం యొక్క తప్పు సోల్డర్ జాయింట్‌లో వోల్టేజ్ తగ్గుదల లేదు! ఎందుకంటే కరెంట్ లేదు. PN జంక్షన్ విచ్ఛిన్నమైన తర్వాత, బాహ్య వోల్టేజ్ సర్క్యూట్‌లోని అన్ని రెసిస్టర్‌ల ద్వారా భాగస్వామ్యం చేయబడుతుంది. ప్రతిఘటన ఎక్కువగా ఉన్న చోట, భాగం భరించే వోల్టేజ్ ఎక్కువగా ఉంటుంది. LED లకు సంబంధించినంతవరకు, PN జంక్షన్ ఎక్కువ వోల్టేజీని కలిగి ఉండటం సహజం. PN జంక్షన్ వద్ద ఉత్పత్తి చేయబడిన థర్మల్ పవర్ అనేది ప్రస్తుత విలువతో గుణించబడిన వోల్టేజ్ డ్రాప్. ప్రస్తుత విలువ పరిమితం కానట్లయితే, అధిక వేడి PN జంక్షన్‌ను కాల్చేస్తుంది, ఇది దాని పనితీరును కోల్పోతుంది మరియు చొచ్చుకుపోతుంది.

ICలు స్టాటిక్ ఎలక్ట్రిసిటీకి ఎందుకు భయపడుతున్నాయి? ICలోని ప్రతి భాగం యొక్క వైశాల్యం చాలా తక్కువగా ఉన్నందున, ప్రతి భాగం యొక్క పరాన్నజీవి కెపాసిటెన్స్ కూడా చాలా తక్కువగా ఉంటుంది (తరచుగా సర్క్యూట్ ఫంక్షన్‌కు చాలా చిన్న పరాన్నజీవి కెపాసిటెన్స్ అవసరం). అందువల్ల, తక్కువ మొత్తంలో ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఛార్జ్ అధిక ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు ప్రతి భాగం యొక్క పవర్ టాలరెన్స్ సాధారణంగా చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ డిశ్చార్జ్ ICని సులభంగా దెబ్బతీస్తుంది. అయినప్పటికీ, సాధారణ చిన్న పవర్ డయోడ్‌లు మరియు చిన్న పవర్ ట్రాన్సిస్టర్‌లు వంటి సాధారణ వివిక్త భాగాలు స్థిర విద్యుత్‌కు పెద్దగా భయపడవు, ఎందుకంటే వాటి చిప్ ప్రాంతం సాపేక్షంగా పెద్దది మరియు వాటి పరాన్నజీవి కెపాసిటెన్స్ సాపేక్షంగా పెద్దది మరియు అధిక వోల్టేజ్‌లను కూడబెట్టడం సులభం కాదు. వాటిని సాధారణ స్టాటిక్ సెట్టింగ్‌లలో. తక్కువ శక్తి గల MOS ట్రాన్సిస్టర్‌లు వాటి సన్నని గేట్ ఆక్సైడ్ పొర మరియు చిన్న పరాన్నజీవి కెపాసిటెన్స్ కారణంగా ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ నష్టానికి గురవుతాయి. ప్యాకేజింగ్ తర్వాత మూడు ఎలక్ట్రోడ్‌లను షార్ట్-సర్క్యూట్ చేసిన తర్వాత వారు సాధారణంగా ఫ్యాక్టరీని వదిలివేస్తారు. ఉపయోగంలో, వెల్డింగ్ పూర్తయిన తర్వాత చిన్న మార్గాన్ని తొలగించడం తరచుగా అవసరం. అధిక-శక్తి MOS ట్రాన్సిస్టర్‌ల యొక్క పెద్ద చిప్ ప్రాంతం కారణంగా, సాధారణ స్టాటిక్ విద్యుత్ వాటిని దెబ్బతీయదు. కాబట్టి మీరు పవర్ MOS ట్రాన్సిస్టర్‌ల యొక్క మూడు ఎలక్ట్రోడ్‌లు షార్ట్ సర్క్యూట్‌ల ద్వారా రక్షించబడలేదని మీరు చూస్తారు (ప్రారంభ తయారీదారులు ఫ్యాక్టరీని విడిచిపెట్టే ముందు వాటిని షార్ట్ సర్క్యూట్ చేసారు).

LED వాస్తవానికి డయోడ్‌ను కలిగి ఉంటుంది మరియు ICలోని ప్రతి భాగానికి సంబంధించి దాని ప్రాంతం చాలా పెద్దదిగా ఉంటుంది. అందువల్ల, LED ల యొక్క పరాన్నజీవి కెపాసిటెన్స్ సాపేక్షంగా పెద్దది. అందువలన, సాధారణ పరిస్థితుల్లో స్టాటిక్ విద్యుత్ LED లను పాడుచేయదు.

సాధారణ పరిస్థితుల్లో ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ విద్యుత్, ముఖ్యంగా ఇన్సులేటర్లపై, అధిక వోల్టేజీని కలిగి ఉంటుంది, అయితే ఉత్సర్గ ఛార్జ్ మొత్తం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది మరియు డిచ్ఛార్జ్ కరెంట్ యొక్క వ్యవధి చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. కండక్టర్పై ప్రేరేపించబడిన ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఛార్జ్ యొక్క వోల్టేజ్ చాలా ఎక్కువగా ఉండకపోవచ్చు, కానీ డిచ్ఛార్జ్ కరెంట్ పెద్దది మరియు తరచుగా నిరంతరంగా ఉంటుంది. ఇది ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలకు చాలా హానికరం.

ఎందుకు స్టాటిక్ విద్యుత్ దెబ్బతింటుందిLED చిప్స్తరచుగా జరగదు

ఒక ప్రయోగాత్మక దృగ్విషయంతో ప్రారంభిద్దాం. ఒక మెటల్ ఇనుప ప్లేట్ 500V స్టాటిక్ విద్యుత్తును కలిగి ఉంటుంది. మెటల్ ప్లేట్‌పై LED ఉంచండి (క్రింది సమస్యలను నివారించడానికి ప్లేస్‌మెంట్ పద్ధతికి శ్రద్ధ వహించండి). LED పాడైపోతుందని మీరు అనుకుంటున్నారా? ఇక్కడ, LEDని పాడు చేయడానికి, సాధారణంగా దాని బ్రేక్‌డౌన్ వోల్టేజ్ కంటే ఎక్కువ వోల్టేజ్‌తో వర్తింపజేయాలి, అంటే LED యొక్క రెండు ఎలక్ట్రోడ్‌లు ఏకకాలంలో మెటల్ ప్లేట్‌ను సంప్రదించాలి మరియు బ్రేక్‌డౌన్ వోల్టేజ్ కంటే ఎక్కువ వోల్టేజ్ కలిగి ఉండాలి. ఐరన్ ప్లేట్ మంచి కండక్టర్ అయినందున, దానిలో ప్రేరేపిత వోల్టేజ్ సమానంగా ఉంటుంది మరియు 500V వోల్టేజ్ అని పిలవబడేది భూమికి సంబంధించి ఉంటుంది. అందువలన, LED యొక్క రెండు ఎలక్ట్రోడ్ల మధ్య వోల్టేజ్ లేదు, మరియు సహజంగా ఎటువంటి నష్టం ఉండదు. మీరు ఇనుప ప్లేట్‌తో LED యొక్క ఒక ఎలక్ట్రోడ్‌ను సంప్రదించి, మరొక ఎలక్ట్రోడ్‌ను కండక్టర్‌తో (ఇన్సులేటింగ్ గ్లోవ్స్ లేకుండా హ్యాండ్ లేదా వైర్) గ్రౌండ్ లేదా ఇతర కండక్టర్‌లకు కనెక్ట్ చేయకపోతే.

పై ప్రయోగాత్మక దృగ్విషయం, LED ఒక ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఫీల్డ్‌లో ఉన్నప్పుడు, ఒక ఎలక్ట్రోడ్ తప్పనిసరిగా ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ బాడీని సంప్రదించాలి మరియు ఇతర ఎలక్ట్రోడ్ దెబ్బతినడానికి ముందు భూమిని లేదా ఇతర కండక్టర్లను సంప్రదించాలి. అసలు ఉత్పత్తి మరియు అప్లికేషన్‌లో, LED ల యొక్క చిన్న పరిమాణంతో, ముఖ్యంగా బ్యాచ్‌లలో ఇటువంటి విషయాలు జరిగే అవకాశం చాలా అరుదుగా ఉంటుంది. ఆకస్మిక సంఘటనలు జరిగే అవకాశం ఉంది. ఉదాహరణకు, ఒక LED ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ బాడీలో ఉంటుంది మరియు ఒక ఎలక్ట్రోడ్ ఎలక్ట్రోస్టాటిక్ బాడీని సంప్రదిస్తుంది, మరొక ఎలక్ట్రోడ్ సస్పెండ్ చేయబడింది. ఈ సమయంలో, ఎవరైనా సస్పెండ్ చేయబడిన ఎలక్ట్రోడ్‌ను తాకారు, అది దెబ్బతింటుందిLED లైట్.

ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ సమస్యలను విస్మరించలేమని పై దృగ్విషయం చెబుతుంది. ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ డిచ్ఛార్జ్ ఒక వాహక సర్క్యూట్ అవసరం, మరియు స్టాటిక్ విద్యుత్ ఉంటే ఎటువంటి హాని లేదు. చాలా తక్కువ మొత్తంలో లీకేజీ సంభవించినప్పుడు, ప్రమాదవశాత్తూ ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ నష్టం సమస్య పరిగణించబడుతుంది. ఇది పెద్ద పరిమాణంలో సంభవించినట్లయితే, అది చిప్ కాలుష్యం లేదా ఒత్తిడి సమస్యగా ఉంటుంది.