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
從(cong)原(yuan)理(li)上(shang)說(shuo)
，絕(jue)對(dui)不(bu)帶(dai)電(dian)的(de)物(wu)體(ti)是(shi)不(bu)存(cun)在(zai)的(de)，任(ren)何(he)物(wu)體(ti)都(dou)會(hui)不(bu)知(zhi)不(bu)覺(jiao)地(di)就(jiu)會(hui)帶(dai)上(shang)電(dian)。每(mei)種(zhong)物(wu)質(zhi)都(dou)有(you)一(yi)個(ge)代(dai)表(biao)自(zi)己(ji)性(xing)質(zhi)的(de)位(wei)能(neng)，兩(liang)種(zhong)不(bu)同(tong)性(xing)質(zhi)的(de)物(wu)體(ti)靠(kao)近(jin)在(zai)一(yi)起(qi)就(jiu)會(hui)產(chan)生(sheng)“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。
物wu體ti帶dai電dian
，相xiang當dang於yu自zi身shen的de位wei能neng增zeng加jia或huo降jiang低di了le，若ruo帶dai電dian物wu體ti再zai次ci與yu其qi它ta不bu同tong性xing質zhi的de帶dai電dian物wu體ti接jie觸chu後hou又you分fen開kai，兩liang帶dai電dian物wu體ti又you會hui帶dai上shang更geng多duo的de電dian荷he，即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
，Uweidaidiantidedianwei。daidiantidenengliangshuyuweineng，dangyaojisuandaidiantidenengliangdeshihou

，bixuzhichucankaodian，ruguobutebiezhichu
，yibandoubadiqiuzuoweicankaodian，huobawuxianyuanchuzuoweicankaodian，ji：badiqiuzuoweilingdianwei，huobawuxianyuanchuzuoweilingdianwei。badiqiuzuoweilingdianweibijiaofangbian，yinwei，womensuoshiyongdeyiqiewutidoushilaizidiqiu，wulunnizenyangduitajiagonghuoyunzuo，xinchanshengdedianhezongshizaiyuanyoudianhedejichushangjinxingdiejia，suoyibuxuyaozaiyongguowenwutiyuanlaidaidedianheshiduoshao。daidianwutidedianrongyouxiashiqiude：
（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MOSdianludedianzishebeideshihou
，yaozhuyijingdianganyinghegongzuorenyuandeshentibunengdaidian。zaimeiyoucaiqurenhecuoshideqingkuangxia，rentiyibandoudaiyoujishifushenzhishubaifudejingdiandianya
，dangrenshouchujihaimeiyoujierudianluzhongdeIC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。