静电会对led有危害,并不是led独有的“专利”,就是用硅材料制造的常用的二极管、三极管,也都会受到威胁。甚至建筑、树木、动物都可能被静电损害(雷电就是一种静电)。
那么,静电是怎么对电子元件产生损害的呢?今天,我们就只讲半导体器件的静电伤害问题,而且就局限于二极管、三极管、ic、led方面。
静电对半导体元器件的损坏,最终是有电流的参与。在电流的作用下,由于热能而损坏器件。要有电流,就要有电压,但是,半导体二极管有pn结,无论是正向还是反向,pn结都会有阻挡电流在一个电压范围。正向势垒低,反向势垒则要高很多。在一个电路中,哪里的电阻大,电压就在哪里集中。
但是我们来看led,电压正向加给led时,当外电压小于二极管的阈值电压(大小与材料禁带宽度对应),没有正向电流,电压全部加在pn结上。电压反向加给led时,当外电压小于led的反向击穿电压时,电压也是全部加在pn结上,此时,led的虚焊点也罢,支架也罢、p区也罢、n区也罢,统统都没有电压降!因为没有电流。当pn结击穿后,外电压才会由电路上的所有电阻分担。哪个地方电阻大,哪个部分承担的电压就高。就led而言,自然是pn结承担了大部分电压。在pn结上产生的热功率就是它上面的压降乘以电流值。若是电流值不加限制,过高的热量就会将pn结烧坏,pn结失去作用而穿通。
普通的小功率二极管、小功率三极管都不是非常怕静电,因为它们芯片的面积比较大,寄生电容也比较大,一般的静电不容易在它们上面积累高电压。
led实际就是一个二极管,它的面积相对ic内的每个元件来讲,是非常大的。所以led的寄生电容相对来说也是比较大的。所以,一般场合的静电并不能损坏led。
为何说静电对led的损害不常发生呢
先来看一个试验现象。一块金属铁板上带有500v的静电,将led放到金属板上(放的方法要注意,避免下述的问题发生),大家说led会被损坏吗?这里,led要被损坏,通常应该是被加上大于其击穿电压的电压,也就是说led的两个电极要同时接触金属板,并具有大于击穿电压的电压。由于铁板是良导体,其上各处的感应电压相等,所谓500v的电压是相对于地而言的,所以,led两电极间是没有电压的,自然也就不会受到任何损伤了。除非,你将led的一个电极接触铁板,另一个电极你用导体(未戴绝缘手套的手或导线)连接到地或其它导体上。
上面的试验现象提示我们,led在静电场中时,必须是一个电极接触静电体,另一个电极要接触地或其它导体才可能受损。在实际生产和应用中,以led那么小的体积,很少有机会发生那样的事情,尤其是批量发生那样的事情。偶然的事件是可能的。比如,led处于静电体上,且一个电极接触到静电体,另一个电极刚好是悬空的,此时有人去触及了悬空的那个电极,就可能损伤led。
上面的现象告诉我们,静电问题也不是可以忽视的。 静电放电是要有导电回路的,不是有静电就有损害。当着仅有极少量的漏电问题发生,可以考虑静电偶然损坏问题。若是大量发生,则更多的可能是芯片沾污或应力的问题。
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静电对led的危害有多大