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機(jī)房靜電的產(chǎn)生和防防

閱讀:1813發(fā)布時間:2009-6-28

隨著近年來廣播電視事業(yè)的飛速發(fā)展,固態(tài)機(jī)大量普及,以及硬盤播出和辦公自動化的廣泛應(yīng)用,越來越多的CMOS器件被應(yīng)用,由于CMOS器件zui怕靜電,所以在機(jī)房中對靜電的防范越來越重要。

人體靜電是怎么產(chǎn)生的呢?人體靜電有摩擦帶電和感應(yīng)帶電兩種。人體帶電后,靜電會有一定的積累和抗散。人體的帶電量

 

 

式中: I-------單位時間起電量(帶電速度)

       R------人體對地電阻

       C------人體對地電容

人體帶電電壓U=           ,當(dāng)t趨近∞時,人體帶電電壓zui大值Um=IoR。人體對地的放電電流I=I   

影響人體帶電的因素主要是:①在RC一定的條件下,帶電速率Io越大,人體的帶電量越大,人體電位也越高。②在帶電速率一定的條件下,人體對地電阻越大,人體帶電量越大,人體電位越高。人體對地電阻主要受鞋襪、地面材料和環(huán)境濕度影響,相對濕度越大,人體電壓越低。如計算機(jī)房多采用空調(diào)、房間封閉、濕度低,加上地面使用地毯,人在地毯上行走所帶電壓可高達(dá)39kV。③人體帶電電壓受衣著面料的影響,例如棉紗內(nèi)衣與65%聚脂、35%棉紗制成的外衣摩擦,可使人體帶上約14kV的電壓。④人體帶電電位與人體對地電容大體保持反比例關(guān)系,人體對地電容隨人體生理體形、姿勢、鞋襪和地面狀況不同而不同,其中60%以上是大腳對地面的電容,40%是人身其他部分對地面的電容。

實踐證明,人體各部位所帶靜電荷也是不均等的。一般是手腕的電位較高,所以當(dāng)人手接觸電子設(shè)備時會瞬間產(chǎn)生靜電放電以及脈沖式噪聲。對電子電路的干擾取決于脈沖幅度、寬度及脈沖能量。一般TTL電路翻轉(zhuǎn)的脈沖能量大致為32x10 J,而人體靜電放電時,其等效電容約150pF,等效電阻為330  ,當(dāng)帶靜電l0kV時所含脈沖能量在7.5 xl0 J,通過人體電阻放電時,放電脈沖寬度為22.5ns,瞬間功率很大。有時帶電電壓或能量雖不很大,但由于在極短時間內(nèi)起作用,其瞬間能量密度也會對電路和器件產(chǎn)生干擾和危害。我們知道,CMOS電路zui易因靜電而損壞,它的耐壓值約為100---150V。由此可見,帶上萬伏靜電的人體接觸電路對元件產(chǎn)生的危害是相當(dāng)嚴(yán)重的。

由于MOSCMOSPMOS電路輸入阻抗特別高,所以,當(dāng)并不太強(qiáng)的靜電加在柵極上時,其電場強(qiáng)度將超過10 V/cm,甚至更高,如此強(qiáng)的電場強(qiáng)度極易損壞MOS電路。故而在使用MOSCMOSPMOS集成電路時,防范人體靜電特別重要。其具體防范措施是:在測試、安裝、焊接和調(diào)試時,使用的工作臺及地板嚴(yán)禁鋪墊高絕緣板材,應(yīng)在工作臺上鋪放有可靠接地的細(xì)鋼絲網(wǎng)或銅絲網(wǎng),使用的儀器、工具包括鑷子、鉗子要嚴(yán)格接地,工作人員要用金屬腕表帶通過導(dǎo)線接地,并且穿棉質(zhì)工作衣,不能穿化纖面料服裝與MOSCMOSPMOS電路接觸。存儲時應(yīng)加屏蔽包裝或放入金屬容器中,以防靜電的破壞。

靜電成為MOS芯片的無形殺手,因此探測設(shè)備周圍有無靜電,對保障設(shè)備安全運行十分必要。下圖所示為一個能探測泄放靜電的實用裝置,RVT構(gòu)成VT的基極偏置,RVD的限流電阻。電路工作原理如下:接通電源后,如果感應(yīng)片L的周圍沒有靜電,則VT的漏源兩極之間的電阻極大,VT因無偏流而截止,VD不發(fā)光。如果感應(yīng)片L周圍有靜電場存在,則VT漏源兩極開始導(dǎo)通,靜電電壓越高,漏源之間電阻越小。VT獲得偏流而導(dǎo)通,VD發(fā)光,且亮度隨靜電電壓的高低而變化。與此同時,感應(yīng)片L周圍的靜電通過VT泄放,隨著泄放的進(jìn)行,靜電逐漸減弱,VD亮度漸暗,直至靜電泄盡,VD熄滅,電路恢復(fù)為斷態(tài)。當(dāng)感應(yīng)片L周圍靜電聚集又達(dá)一定量時,再次重復(fù)上述過程。

VT 在本電路中起到了自動開關(guān)的作用,有靜電時開,無靜電時關(guān),所以無需另設(shè)電源開關(guān)。

 

  將上述探測器置于微機(jī)房適當(dāng)位置,就可以隨時觀察機(jī)房的靜電狀況,還可以及時將靜電自動泄放掉,消除其危害,不失為一效果良好的實用裝置。


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