機(jī)房靜電的產(chǎn)生和防范

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(dòng)化的廣泛應(yīng)用，越來越多的CMOS器件被應(yīng)用，由于CMOS器件很怕靜電，所以在機(jī)房中對(duì)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(huì)有一定的積累和抗散。人體的帶電量

 式中： I-------單位時(shí)間起電量（帶電速度）

      R------人體對(duì)地電阻

      C------人體對(duì)地電容

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

影響人體帶電的因素主要是:①在R、C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(duì)地電阻越大，人體帶電量越大，人體電位越高。人體對(duì)地電阻主要受鞋襪、地面材料和環(huán)境濕度影響，相對(duì)濕度越大，人體電壓越低。如計(jì)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(duì)地電容大體保持反比例關(guān)系，人體對(duì)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(duì)地面的電容，40%是人身其他部分對(duì)地面的電容。

實(shí)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(shí)會(huì)瞬間產(chǎn)生靜電放電以及脈沖式噪聲。對(duì)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32x10J，而人體靜電放電時(shí)，其等效電容約150pF，等效電阻為330  ，當(dāng)帶靜電l0kV時(shí)所含脈沖能量在7.5 xl0J，通過人體電阻放電時(shí)，放電脈沖寬度為22.5ns，瞬間功率很大。有時(shí)帶電電壓或能量雖不很大，但由于在極短時(shí)間內(nèi)起作用，其瞬間能量密度也會(huì)對(duì)電路和器件產(chǎn)生干擾和危害。我們知道，CMOS電路容易因靜電而損壞，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(duì)元件產(chǎn)生的危害是相當(dāng)嚴(yán)重的。

由于MOS、CMOS、PMOS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(shí)，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MOS、CMOS、PMOS集成電路時(shí)，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(shí)，使用的工作臺(tái)及地板嚴(yán)禁鋪墊高絕緣板材，應(yīng)在工作臺(tái)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MOS、CMOS、PMOS電路接觸。存儲(chǔ)時(shí)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(duì)保障設(shè)備安~全運(yùn)行十分必要。下圖所示為一個(gè)能探測泄放靜電的實(shí)用裝置，R和VT構(gòu)成VT的基極偏置，R為VD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(shí)，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(shí)，再次重復(fù)上述過程。

VT 在本電路中起到了自動(dòng)開關(guān)的作用，有靜電時(shí)開，無靜電時(shí)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(shí)觀察機(jī)房的靜電狀況，還可以及時(shí)將靜電自動(dòng)泄放掉，消除其危害，不失為一效果良好的實(shí)用裝置。