De ESD-gevoeligheid van actieve elektronische componenten
Doel van deze pagina
Sommige mensen werken met elektronische componenten maar weten niet altijd goed waar die componenten voor dienen. Dit kan voorkomen in beroepen zoals bestücken, solderen, magazijnwerk etc. ESDsite probeert met een korte eenvoudige toelichting duidelijk te maken waar bepaalde componenten voor gebruikt worden en wat hun globale gevoeligheid is voor ESD. Tijdens het werk met elektronica blijft de regel gelden dat het altijd verstandig is om ESD-preventiemiddelen te gebruiken zoals een polsband en dergelijke, dit ongeacht de gevoeligheid van de individuele component voor ESD!
Elektronische componenten
Actieve elektronische componenten zoals transistors en IC's kunnen spanningen of stromen versterken of bewerken. Passieve elektronische componenten zoals weerstanden en condensators kunnen dat niet. Andere voorbeelden van actieve componenten of halfgeleiders zijn: diode, LED en laser. Halfgeleiders bevatten uiterst kleine actieve structuurtjes die door die zeer geringe afmetingen zeer ESD-gevoelig kunnen zijn.
Op de foto rechts is het inwendige van een USB-stick te zien met twee SMD-IC's.
ESD-gevoeligheid van diodes
Een diode is een halfgeleider en wordt als een actief component gezien. Het kenmerk van zo'n diode is dat het de elektrische stroom goed in één richting geleidt, maar niet in de andere richting. De geleidende richting is de doorlaatrichting en de andere richting de sperrichting. Diodes worden ook wel gelijkrichters genoemd omdat ze gebruikt kunnen worden voor het omzetten van een wisselstroom in een gelijkstroom. Dit component is gepolariseerd, de aansluitingen heten: kathode en anode. Er is een grote verscheidenheid van diodes beschikbaar, bijvoorbeeld: zenerdiodes, LED's, schottkydiode's en fotodiode's. Zoals alle leden van de halfgeleider families kunnen zij - afhankelijk van het type - zeer gevoelig zijn voor ESD!
ESD-gevoeligheid van transistors
De transistor is de belangrijkste actieve halfgeleider binnen de elektronica. Hij dient vooral om elektronische signalen te versterken of te schakelen. De transistor is de fundamentele bouwsteen van alle elektronica. Soms worden transistors gebruikt als afzonderlijke component, maar meestal komen ze voor als onderdeel van IC's (geïntegreerde schakeling). We kennen bijvoorbeeld de bipolaire transistor, de veldeffecttransistor (FET) en de fototransistor. Ook deze componenten kunnen - afhankelijk van het type - zeer gevoelig zijn voor ESD!
ESD-gevoeligheid van FET's
Field-effect-transistor (veldeffecttransistor), is een halfgeleidertransistor met gewoonlijk drie aansluitingen: de source (S), de drain (D) en de gate (G). Dual gate-MOSFET's hebben een extra aansluiting. De FET heeft een geleidingskanaal tussen de aansluitingen source (S) en drain (D), waarvan de geleiding beïnvloed kan worden door het elektrische veld van de spanning op de gate (G). In tegenstelling tot een 'gewone' transistor loopt bij een FET vrijwel geen stroom door de gate. De twee meest voorkomende varianten en uitvoeringen van de FET zijn: de J-FET, MOS-FET, HEX-FET en de GaAs-FET. Omdat er geen stroom door de gate kan wegvloeien is de gate-aansluiting van een FET vaak extreem gevoelig voor statische elektriciteit en ESD!
ESD-gevoeligheid van IC's
Integrated Circuit (Geïntegreerde schakeling). Een IC is een elektronische schakeling waarvan alle componenten gefabriceerd zijn op een heel klein plaatje silicium. Dat plaatje wordt daarna in een behuizing met uitlopers (aansluitingen of pootjes) gemonteerd. Door de bijzonder kleine afmetingen van de inwendige structuurtjes zijn ze zeer gevoelig voor ESD. In de nieuwste Intel Core i7 microprocessor zijn meer dan 2.946.000.000 halfgeleiderstructuurtjes aangebracht met afmetingen van 32 nanometer (miljardste meter). Zéér ESD-gevoelig!! Over het algemeen geldt, hoe complexer het IC, hoe gevoeliger voor elektrostatische velden en ESD!
ESD-gevoeligheid van CMOS-IC's
Complementary Metal Oxide Semiconductor is een halfgeleider-IC met geïntegreerde metaal-oxide FET's. Dit type IC verbruikt als er niet geschakeld wordt vrijwel geen stroom en is daardoor zeer geschikt voor bijvoorbeeld digitale en batterijgevoede apparatuur. Moderne CMOS-IC's maken gebruik van geïntegreerde FET's. CMOS-IC's zijn door de geïntegreerde FET's extreem gevoelig voor statische elektriciteit en ESD. Zie verder FET's.
ESD-gevoeligheid van OP-AMP's
Operational amplifier (operationele versterker) is een geïntegreerde schakeling, met een zeer hoge versterkingsfactor. In moderne OP-AMP's worden veel FET's gebruikt. OP-AMP's zijn door de geïntegreerde FET's vaak extreem gevoelig voor statische elektriciteit en ESD. Zie verder FET's.
ESD-gevoeligheid van memristor's of reram's
Memory resistor (weerstand met geheugen). Geheugenelement die geen voedingsspanning nodig heeft om de opgeslagen data te handhaven. Toekomstige vervanger van RAM zowel als de harde schijf. Een Memristor bevat een halfgeleider met een afmeting van slechts 5 nanometer (5 miljardste meter). Hierdoor is wel de verwachting dat de gevoeligheid voor ESD heel hoog zou kunnen zijn!
ESD-gevoeligheid van diac's
Diode alternating current switch - is een diode wisselstroomschakelaar (die ook gelijkstroom kan schakelen). Deze halfgeleiderschakelaar sluit zodra de spanning over de beide aansluitingen boven de opgegeven schakelspanning uit komt. De schakelaar opent zich zodra de stroom lager dan de opgegeven houdstroom komt. De meeste diac's zijn niet gevoelig voor ESD.
ESD-gevoeligheid van triac's
Triode for alternating current - is een halfgeleiderschakelaar. Een triac heeft drie aansluitingen: gate, elektrode 1, elektrode 2. Een triac wordt in geleiding gestuurd door een stroompuls via de gate (als er een voldoende hoge spanning over de hoofdaansluitingen van de triac aanwezig is). De triac kan uit geleiding worden gebracht (gaan sperren) als de hoofdstroom door de component onder een minimale opgegeven houdstroom komt. De meeste triacs zijn niet gevoelig voor ESD.
ESD-gevoeligheid van thyristors
De thyristor is een halfgeleiderschakelaar die geschikt is om grote vermogens bij hoge spanningen te schakelen. De thyristor heeft drie aansluitingen: gate, anode en kathode. De gate dient om de thyristor te schakelen. Als er voldoende spanning op de anode en kathode staat kan met één triggerpuls de hoofdstroom gaan lopen en blijft lopen ongeacht de spanning op de gate. De thyristor kan uit geleiding worden gebracht (gaan sperren) als de hoofdstroom door de component onder een minimale opgegeven houdstroom komt. De meeste thyristors zijn niet erg gevoelig voor ESD.
ESD-gevoeligheid van flatpanel display's
De meeste flatpanel display's (FPD) hebben een extreme ESD-gevoeligheid voor elektrostatische velden en ESD en worden tijdens de productie en installatie vaak door middel van ionisatie beveiligd.
Privacyverklaring; persoons-, adres- en e-mailgegevens worden strikt vertrouwelijk behandeld en niet ter beschikking gesteld aan andere partijen. Copyright © 1995 - 2012. R.H. van Vliet, Utrecht, cursus@esdsite.nl. Dit werk is auteursrechtelijk beschermd. Disclaimer: aan de op deze site verstrekte informatie kunnen geen rechten worden ontleend.