中心議題：

• 物體帶電的原理
• 物體帶電量的計算方法
• 電場感應、電場幹擾的產生原理
• MOS電路易被靜電擊穿的原因
• 保存IC時的防靜電方法

物體帶電與電場感應
congyuanlishangshuo，jueduibudaidiandewutishibucunzaide
，renhewutidouhuibuzhibujiaodijiuhuidaishangdian。meizhongwuzhidouyouyigedaibiaozijixingzhideweineng，liangzhongbutongxingzhidewutikaojinzaiyiqijiuhuichansheng“接點電位差”。當兩種不同性質的物體接觸在一起時，這兩種物質在其體內就要對電荷進行重新分布，使物體保持電中性，例如：P型半導體與N型半導體互相接觸
，在兩物體的交界處就會產生PN結
，在PN結內部會產生一個空間電荷區，這個空間電荷區的產生，必然要進一步使P型半導體和N型半導體——兩個物體的內部都要對電荷進行重新分布。這時
，如果再把兩個物體分開，兩個物體都將會帶電，一個帶正電，另一個帶負電。
wutidaidian，xiangdangyuzishendeweinengzengjiahuojiangdile
，ruodaidianwutizaiciyuqitabutongxingzhidedaidianwutijiechuhouyoufenkai，liangdaidianwutiyouhuidaishanggengduodedianhe，ji：位能在不斷增加或降低

，靜電感應發電機就是根據這個原理製造的。

在(zai)兩(liang)個(ge)用(yong)有(you)機(ji)玻(bo)璃(li)材(cai)料(liao)做(zuo)成(cheng)的(de)輪(lun)子(zi)上(shang)
，按(an)等(deng)分(fen)距(ju)離(li)把(ba)兩(liang)種(zhong)不(bu)同(tong)性(xing)質(zhi)的(de)條(tiao)狀(zhuang)金(jin)屬(shu)片(pian)
，分(fen)別(bie)鑲(xiang)在(zai)兩(liang)個(ge)有(you)機(ji)玻(bo)璃(li)輪(lun)子(zi)某(mou)一(yi)則(ze)的(de)表(biao)麵(mian)之(zhi)中(zhong)

，相(xiang)當(dang)於(yu)金(jin)屬(shu)片(pian)一(yi)麵(mian)絕(jue)緣(yuan)，一(yi)麵(mian)暴(bao)露(lu)。然(ran)後(hou)，把(ba)兩(liang)個(ge)鑲(xiang)有(you)條(tiao)狀(zhuang)金(jin)屬(shu)片(pian)的(de)有(you)機(ji)玻(bo)璃(li)輪(lun)子(zi)的(de)絕(jue)緣(yuan)麵(mian)互(hu)相(xiang)靠(kao)在(zai)一(yi)起(qi)
，並(bing)按(an)相(xiang)反(fan)方(fang)向(xiang)轉(zhuan)動(dong)


，兩(liang)個(ge)輪(lun)子(zi)上(shang)不(bu)同(tong)性(xing)質(zhi)金(jin)屬(shu)片(pian)將(jiang)互(hu)相(xiang)感(gan)應(ying)帶(dai)電(dian)
，同(tong)時(shi)也(ye)使(shi)兩(liang)個(ge)有(you)機(ji)玻(bo)璃(li)輪(lun)子(zi)局(ju)部(bu)極(ji)化(hua)帶(dai)電(dian)，兩(liang)個(ge)有(you)機(ji)玻(bo)璃(li)輪(lun)子(zi)上(shang)的(de)金(jin)屬(shu)片(pian)每(mei)對(dui)上(shang)一(yi)次(ci)，通(tong)過(guo)靜(jing)電(dian)感(gan)應(ying)，一(yi)個(ge)金(jin)屬(shu)片(pian)的(de)電(dian)位(wei)會(hui)繼(ji)續(xu)升(sheng)高(gao)，而(er)另(ling)一(yi)個(ge)卻(que)要(yao)降(jiang)低(di)。這(zhe)樣(yang)，兩(liang)邊(bian)金(jin)屬(shu)片(pian)上(shang)積(ji)累(lei)的(de)電(dian)荷(he)將(jiang)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)，最(zui)後(hou)，可(ke)以(yi)分(fen)別(bie)用(yong)兩(liang)個(ge)金(jin)屬(shu)毛(mao)刷(shua)把(ba)金(jin)屬(shu)片(pian)上(shang)積(ji)累(lei)的(de)電(dian)荷(he)收(shou)集(ji)到(dao)萊(lai)頓(dun)瓶(ping)中(zhong)（用玻璃瓶做成的電容器），當萊頓瓶中積累的電荷達到一定的數量後，即：電壓超過某個值後，萊頓瓶的兩個電極開始放電，並產生火光及響聲。

圖3是一個讓物體產生高壓電的原理圖，在水龍頭的下麵安放一個用金屬薄片製作的圓圈（用金屬罐頭盒改製），金(jin)屬(shu)圓(yuan)圈(quan)必(bi)須(xu)要(yao)與(yu)周(zhou)圍(wei)絕(jue)緣(yuan)，然(ran)後(hou)讓(rang)水(shui)龍(long)頭(tou)流(liu)出(chu)的(de)水(shui)正(zheng)好(hao)從(cong)金(jin)屬(shu)圓(yuan)圈(quan)的(de)中(zhong)央(yang)穿(chuan)過(guo)，金(jin)屬(shu)圓(yuan)圈(quan)很(hen)快(kuai)就(jiu)會(hui)帶(dai)電(dian)，並(bing)且(qie)電(dian)壓(ya)非(fei)常(chang)高(gao)，一(yi)般(ban)可(ke)達(da)一(yi)萬(wan)伏(fu)以(yi)上(shang)。用(yong)試(shi)電(dian)筆(bi)做(zuo)試(shi)驗(yan)時(shi)，當(dang)試(shi)電(dian)筆(bi)離(li)金(jin)屬(shu)圓(yuan)圈(quan)還(hai)很(hen)遠(yuan)的(de)地(di)方(fang)，就(jiu)可(ke)以(yi)看(kan)到(dao)試(shi)電(dian)筆(bi)被(bei)點(dian)亮(liang)，甚(shen)至(zhi)拿(na)一(yi)個(ge)小(xiao)熒光燈靠近
，也可以看得到熒光燈微亮。這說明電壓非常高
，但對人體不存在被觸電的危險，因為金屬圓圈的電容量很小，存儲的能量有限。

這個原理與摩擦發電的原理是很接近的，首先是水與周圍空氣生產摩擦使空氣帶電（空氣被電離成正、負離子，由於正離子比較重，很容易被水帶走）
，ranhoudaidiankongqihuiganyingjinshuyuanquandaidian，huofulizizhijieyujinshuyuanquanjiechu，shijinshuyuanquandaifudian。womenyehuifaxian
，zaidapubufujindekongqizhongfulizidenongdufeichanggao，huoxiabaoyudeshihou
，kongqizhongfulizidenongduyehengao，zhuyaoyuanyinjiushisudujigaodeliushuihuoyudihuirangkongqichanshengdianlidaidian。

冬(dong)天(tian)人(ren)們(men)走(zou)在(zai)地(di)毯(tan)上(shang)也(ye)經(jing)常(chang)會(hui)發(fa)現(xian)，當(dang)手(shou)突(tu)然(ran)碰(peng)到(dao)樓(lou)梯(ti)金(jin)屬(shu)扶(fu)手(shou)的(de)時(shi)候(hou)，會(hui)感(gan)到(dao)手(shou)被(bei)麻(ma)電(dian)
，這(zhe)也(ye)是(shi)因(yin)為(wei)人(ren)體(ti)穿(chuan)的(de)皮(pi)鞋(xie)與(yu)地(di)毯(tan)摩(mo)擦(ca)產(chan)生(sheng)帶(dai)電(dian)，然(ran)後(hou)傳(chuan)到(dao)人(ren)的(de)身(shen)體(ti)上(shang)。其(qi)實(shi)人(ren)體(ti)帶(dai)電(dian)一(yi)般(ban)自(zi)己(ji)是(shi)沒(mei)有(you)感(gan)覺(jiao)的(de)，哪(na)怕(pa)人(ren)體(ti)帶(dai)上(shang)幾(ji)萬(wan)伏(fu)的(de)電(dian)壓(ya)
，一(yi)般(ban)人(ren)體(ti)也(ye)沒(mei)有(you)感(gan)覺(jiao)，隻(zhi)有(you)帶(dai)電(dian)人(ren)體(ti)與(yu)其(qi)它(ta)物(wu)體(ti)接(jie)觸(chu)產(chan)生(sheng)放(fang)電(dian)時(shi)才(cai)會(hui)感(gan)覺(jiao)麻(ma)電(dian)。例(li)如(ru)：在冬天沒有燈光的夜裏，人們脫尼龍衫或毛線衣的時候，會發現衣服之間有藍色火光，並且還伴隨著啪、啪、啪的放電聲
，這證明衣服已經帶上非常高的電壓。
帶電物體是具有能量的，即：電場具有能量。帶電體的能量為：
（6）
上式中，C為帶電體的電容，U為wei帶dai電dian體ti的de電dian位wei。帶dai電dian體ti的de能neng量liang屬shu於yu位wei能neng，當dang要yao計ji算suan帶dai電dian體ti的de能neng量liang的de時shi候hou，必bi須xu指zhi出chu參can考kao點dian
，如ru果guo不bu特te別bie指zhi出chu
，一yi般ban都dou把ba地di球qiu作zuo為wei參can考kao點dian，或huo把ba無wu限xian遠yuan處chu作zuo為wei參can考kao點dian

，即ji：把(ba)地(di)球(qiu)作(zuo)為(wei)零(ling)電(dian)位(wei)，或(huo)把(ba)無(wu)限(xian)遠(yuan)處(chu)作(zuo)為(wei)零(ling)電(dian)位(wei)。把(ba)地(di)球(qiu)作(zuo)為(wei)零(ling)電(dian)位(wei)比(bi)較(jiao)方(fang)便(bian)，因(yin)為(wei)
，我(wo)們(men)所(suo)使(shi)用(yong)的(de)一(yi)切(qie)物(wu)體(ti)都(dou)是(shi)來(lai)自(zi)地(di)球(qiu)，無(wu)論(lun)你(ni)怎(zen)樣(yang)對(dui)它(ta)加(jia)工(gong)或(huo)運(yun)作(zuo)
，新(xin)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)荷(he)總(zong)是(shi)在(zai)原(yuan)有(you)電(dian)荷(he)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)進(jin)行(xing)疊(die)加(jia)，所(suo)以(yi)不(bu)需(xu)要(yao)再(zai)用(yong)過(guo)問(wen)物(wu)體(ti)原(yuan)來(lai)帶(dai)的(de)電(dian)荷(he)是(shi)多(duo)少(shao)。帶(dai)電(dian)物(wu)體(ti)的(de)電(dian)容(rong)由(you)下(xia)式(shi)求(qiu)得(de)：
（7）
上式中，電容C的單位為法拉，ε為介電常數（在真空中為1），S為帶電物體與參照物體之間電力線互相照射的麵積（與電場垂直，單位米2），在國際單位製中k = 9×109牛頓•米2/庫侖2，d為帶電物體到參照物的有效距離（單位米）。
實(shi)際(ji)上(shang)電(dian)場(chang)幹(gan)擾(rao)
，或(huo)電(dian)場(chang)感(gan)應(ying)，都(dou)是(shi)通(tong)過(guo)電(dian)容(rong)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)進(jin)行(xing)的(de)

，電(dian)場(chang)對(dui)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)中(zhong)其(qi)它(ta)電(dian)路(lu)的(de)幹(gan)擾(rao)，不(bu)但(dan)與(yu)電(dian)場(chang)強(qiang)度(du)有(you)關(guan)
，還(hai)與(yu)被(bei)幹(gan)擾(rao)電(dian)路(lu)參(can)考(kao)點(dian)的(de)位(wei)置(zhi)有(you)關(guan)
，以(yi)及(ji)帶(dai)電(dian)物(wu)體(ti)的(de)電(dian)容(rong)量(liang)有(you)關(guan)。如(ru)果(guo)要(yao)精(jing)確(que)計(ji)算(suan)某(mou)帶(dai)電(dian)體(ti)對(dui)其(qi)它(ta)物(wu)體(ti)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)感(gan)應(ying)，就(jiu)必(bi)須(xu)熟(shu)練(lian)地(di)應(ying)用(yong)（6）式和（7）式shi來lai計ji算suan各ge個ge物wu體ti之zhi間jian的de電dian容rong。同tong一yi個ge帶dai電dian體ti相xiang對dui不bu同tong的de其qi它ta物wu體ti，因yin為wei相xiang對dui位wei置zhi以yi及ji電dian場chang強qiang度du不bu同tong，其qi電dian容rong量liang也ye不bu同tong。知zhi道dao了le電dian容rong容rong量liang就jiu可ke以yi計ji算suan電dian容rong的de充chong放fang電dian過guo程cheng
，從cong而er可ke以yi求qiu出chu電dian壓ya、電流、功率等各種參數。



圖4是帶電物體對其它物體產生感應的原理圖。圖4中
，A是帶電物體，其電位為U0，E表示電場強度或電場力線，Q0為其帶電量；帶電物體A對物體B和物體C均會產生電場感應，U1和U2分別為物體B和物體C被物體A感應產生的對地電位；Q1和Q2分別為物體B和物體C被物體A感應產生的電荷量。帶電物體A的電荷Q0越多
，其電位U0就越高，並且其對物體B或物體C產生感應影響的力度就越大。
因此，我們可以用電容來定義電荷與感應電壓的關係，即：用電容表示單位電壓感應產生的電量：
（8）
上式中，電容C的單位為法拉，電荷Q的單位為庫侖，電壓V的單位為伏特。
設：物體B和物體C沒受帶電物體A感應之前，所帶電荷以及對地電位均為零，則：電荷Q1和Q2
，電壓U1和U2都是由於帶電物體A對物體B和物體C感應產生的電荷和電壓；U0越高
，感應產生的U1和U2對地電位就越高，以及電荷Q1和Q2就越多，由此可求得：



上式中，V1 = U0 – U1 ，V2 = U0 – U2 ，C1和C2分別表示帶電物體A對物體B和物體C產生電場感應互相影響的力度，電容容量越大，表示兩者產生電場感應互相影響力度就越大。因此，這裏我們還可以把（8）、（9）

、（10）式中的電容C定義為電荷感應係數，與磁感應中的互感係數（或磁感應係數）M相互對應。由此可知
，電容C不但可以表示一個帶電物體存儲電荷的多少
，而且可以表示帶電物體對其它物體產生影響的力度。

在電子設備中，由於MOS電路的阻抗很大，而其電容非常小

，因此，隻要帶電體產生很小能量的電荷轉移，或靜電感應，就能把MOS電路擊穿。因此
，在生產或調試含MOS電(dian)路(lu)的(de)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)的(de)時(shi)候(hou)，要(yao)注(zhu)意(yi)靜(jing)電(dian)感(gan)應(ying)和(he)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)的(de)身(shen)體(ti)不(bu)能(neng)帶(dai)電(dian)。在(zai)沒(mei)有(you)采(cai)取(qu)任(ren)何(he)措(cuo)施(shi)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，人(ren)體(ti)一(yi)般(ban)都(dou)帶(dai)有(you)幾(ji)十(shi)伏(fu)甚(shen)至(zhi)數(shu)百(bai)伏(fu)的(de)靜(jing)電(dian)電(dian)壓(ya)
，當(dang)人(ren)手(shou)觸(chu)及(ji)還(hai)沒(mei)有(you)接(jie)入(ru)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)IC時，很容易會把IC擊穿。對還沒有使用的IC保存或者包裝也要注意靜電感應，最好把IC保存在金屬盒或具有防止靜電感應的塑料盒內。防靜電感應塑料一般都是在塑料中混入導電物質。