جامد بجلی کی پیداوار کا طریقہ کار

عام طور پر، جامد بجلی رگڑ یا انڈکشن کی وجہ سے پیدا ہوتی ہے۔

رگڑ والی جامد بجلی دو اشیاء کے درمیان رابطے، رگڑ، یا علیحدگی کے دوران پیدا ہونے والے برقی چارجز کی حرکت سے پیدا ہوتی ہے۔ کنڈکٹرز کے درمیان رگڑ سے جو جامد بجلی چھوڑی جاتی ہے وہ عام طور پر نسبتاً کمزور ہوتی ہے، جس کی وجہ موصل کی مضبوط چالکتا ہے۔ رگڑ سے پیدا ہونے والے آئن تیزی سے اکٹھے ہو جائیں گے اور رگڑ کے عمل کے دوران اور اس کے اختتام پر بے اثر ہو جائیں گے۔ انسولیٹر کے رگڑ کے بعد، زیادہ الیکٹرو سٹیٹک وولٹیج پیدا ہو سکتا ہے، لیکن چارج کی مقدار بہت کم ہے۔ اس کا تعین خود انسولیٹر کی جسمانی ساخت سے ہوتا ہے۔ ایک انسولیٹر کے سالماتی ڈھانچے میں، الیکٹرانوں کے لیے ایٹم نیوکلئس کے پابند ہونے سے آزادانہ طور پر حرکت کرنا مشکل ہوتا ہے، اس لیے رگڑ کے نتیجے میں مالیکیولر یا ایٹم آئنائزیشن کی صرف تھوڑی مقدار ہوتی ہے۔

آگہی جامد بجلی ایک برقی فیلڈ ہے جو کسی شے میں برقی مقناطیسی فیلڈ کے عمل کے تحت الیکٹران کی حرکت سے بنتی ہے جب شے برقی میدان میں ہوتی ہے۔ آمادہ جامد بجلی عام طور پر صرف کنڈکٹرز پر پیدا کی جا سکتی ہے۔ انسولیٹروں پر مقامی برقی مقناطیسی شعبوں کے اثر کو نظر انداز کیا جا سکتا ہے۔

الیکٹروسٹیٹک ڈسچارج میکانزم

کیا وجہ ہے کہ 220V مینز کی بجلی لوگوں کو مار سکتی ہے، لیکن ہزاروں وولٹ لوگوں کو نہیں مار سکتی؟ کیپسیٹر میں وولٹیج درج ذیل فارمولے کو پورا کرتا ہے: U=Q/C۔ اس فارمولے کے مطابق، جب گنجائش چھوٹا ہو گا اور چارج کی مقدار کم ہو گی، تو ایک ہائی وولٹیج پیدا ہو گا۔ "عام طور پر، ہمارے جسموں اور ہمارے ارد گرد موجود اشیاء کی گنجائش بہت کم ہوتی ہے۔ جب ایک برقی چارج پیدا ہوتا ہے، تو الیکٹرک چارج کی ایک چھوٹی سی مقدار بھی ہائی وولٹیج پیدا کر سکتی ہے۔ الیکٹرک چارج کی تھوڑی مقدار کی وجہ سے، خارج ہونے پر، پیدا ہونے والا کرنٹ بہت کم ہوتا ہے، اور وقت بہت کم ہوتا ہے۔ وولٹیج کو برقرار نہیں رکھا جا سکتا، اور کرنٹ بہت کم وقت میں گر جاتا ہے۔ "کیونکہ انسانی جسم ایک انسولیٹر نہیں ہے، اس لیے پورے جسم میں جمع ہونے والے جامد چارجز، جب خارج ہونے کا راستہ ہوتا ہے، آپس میں مل جاتے ہیں۔ لہذا، ایسا محسوس ہوتا ہے کہ کرنٹ زیادہ ہے اور بجلی کے جھٹکے کا احساس ہے۔" انسانی جسموں اور دھاتی اشیاء جیسے موصل میں جامد بجلی پیدا ہونے کے بعد، خارج ہونے والا کرنٹ نسبتاً بڑا ہوگا۔

اچھی موصلیت کی خصوصیات والے مواد کے لیے، ایک یہ کہ پیدا ہونے والے برقی چارج کی مقدار بہت کم ہے، اور دوسرا یہ کہ پیدا ہونے والے الیکٹرک چارج کا بہنا مشکل ہے۔ اگرچہ وولٹیج زیادہ ہے، جب کسی جگہ خارج ہونے کا راستہ ہوتا ہے، تو صرف رابطے کے مقام پر اور قریب کی ایک چھوٹی سی حد کے اندر چارج ہی بہہ سکتا ہے اور خارج ہو سکتا ہے، جبکہ غیر رابطہ مقام پر چارج خارج نہیں ہو سکتا۔ لہذا، دسیوں ہزار وولٹ کے وولٹیج کے ساتھ بھی، خارج ہونے والی توانائی بھی نہ ہونے کے برابر ہے۔

الیکٹرانک اجزاء کو جامد بجلی کے خطرات

جامد بجلی کے لیے نقصان دہ ہو سکتا ہے۔ایل ای ڈیs، نہ صرف ایل ای ڈی کا منفرد "پیٹنٹ"، بلکہ سلیکون مواد سے بنے عام طور پر استعمال ہونے والے ڈائیوڈ اور ٹرانزسٹر بھی۔ یہاں تک کہ عمارتوں، درختوں اور جانوروں کو بھی جامد بجلی سے نقصان پہنچ سکتا ہے (بجلی جامد بجلی کی ایک شکل ہے، اور ہم یہاں اس پر غور نہیں کریں گے)۔

تو، جامد بجلی الیکٹرانک اجزاء کو کیسے نقصان پہنچاتی ہے؟ میں زیادہ دور نہیں جانا چاہتا، صرف سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز کے بارے میں بات کر رہا ہوں، بلکہ یہ ڈائیوڈ، ٹرانزسٹر، آئی سی اور ایل ای ڈی تک محدود ہے۔

سیمی کنڈکٹر اجزاء کو بجلی کی وجہ سے ہونے والے نقصان میں بالآخر کرنٹ شامل ہوتا ہے۔ برقی رو کے عمل کے تحت، آلہ گرمی کی وجہ سے خراب ہو جاتا ہے۔ اگر کرنٹ ہے تو وولٹیج ہونا چاہیے۔ تاہم، سیمی کنڈکٹر ڈایڈس میں PN جنکشن ہوتے ہیں، جن میں وولٹیج کی حد ہوتی ہے جو کرنٹ کو آگے اور ریورس دونوں سمتوں میں روکتی ہے۔ آگے کی ممکنہ رکاوٹ کم ہے، جبکہ معکوس ممکنہ رکاوٹ بہت زیادہ ہے۔ ایک سرکٹ میں، جہاں مزاحمت زیادہ ہوتی ہے، وولٹیج مرتکز ہوتا ہے۔ لیکن ایل ای ڈی کے لیے، جب وولٹیج کو ایل ای ڈی کے آگے لاگو کیا جاتا ہے، جب بیرونی وولٹیج ڈایڈڈ کے تھریشولڈ وولٹیج سے کم ہوتا ہے (مٹیریل بینڈ گیپ چوڑائی کے مطابق)، وہاں کوئی فارورڈ کرنٹ نہیں ہوتا ہے، اور وولٹیج سب پر لاگو ہوتا ہے۔ پی این جنکشن۔ جب وولٹیج کو ایل ای ڈی پر ریورس میں لاگو کیا جاتا ہے، جب بیرونی وولٹیج ایل ای ڈی کے ریورس بریک ڈاؤن وولٹیج سے کم ہوتا ہے، تو وولٹیج PN جنکشن پر بھی مکمل طور پر لاگو ہوتا ہے۔ اس وقت، ایل ای ڈی کے ناقص سولڈر جوائنٹ، بریکٹ، پی ایریا، یا این ایریا میں کوئی وولٹیج ڈراپ نہیں ہے! کیونکہ کرنٹ نہیں ہے۔ PN جنکشن کے ٹوٹ جانے کے بعد، بیرونی وولٹیج کو سرکٹ پر موجود تمام ریزسٹرس کے ذریعے شیئر کیا جاتا ہے۔ جہاں مزاحمت زیادہ ہوتی ہے، اس حصے کے ذریعے پیدا ہونے والا وولٹیج زیادہ ہوتا ہے۔ جہاں تک ایل ای ڈی کا تعلق ہے، یہ قدرتی بات ہے کہ پی این جنکشن زیادہ تر وولٹیج رکھتا ہے۔ PN جنکشن پر پیدا ہونے والی تھرمل پاور اس کے پار وولٹیج ڈراپ ہے جسے موجودہ قدر سے ضرب دیا جاتا ہے۔ اگر موجودہ قدر محدود نہیں ہے، تو ضرورت سے زیادہ گرمی PN جنکشن کو جلا دے گی، جو اپنا کام کھو دے گی اور گھس جائے گی۔

ICs نسبتاً جامد بجلی سے کیوں ڈرتے ہیں؟ چونکہ IC میں ہر جزو کا رقبہ بہت چھوٹا ہوتا ہے، اس لیے ہر جزو کی طفیلی اہلیت بھی بہت چھوٹی ہوتی ہے (اکثر سرکٹ فنکشن میں بہت چھوٹی طفیلی گنجائش کی ضرورت ہوتی ہے)۔ لہذا، الیکٹرو اسٹاٹک چارج کی ایک چھوٹی سی مقدار ایک اعلی الیکٹرو اسٹاٹک وولٹیج پیدا کرے گی، اور ہر جزو کی طاقت کی برداشت عام طور پر بہت کم ہوتی ہے، لہذا الیکٹرو اسٹاٹک ڈسچارج آسانی سے آئی سی کو نقصان پہنچا سکتا ہے۔ تاہم، عام مجرد اجزاء، جیسے عام چھوٹے پاور ڈائیوڈس اور چھوٹے پاور ٹرانزسٹر، جامد بجلی سے زیادہ خوفزدہ نہیں ہوتے، کیونکہ ان کی چپ کا رقبہ نسبتاً بڑا ہوتا ہے اور ان کی طفیلی صلاحیت نسبتاً زیادہ ہوتی ہے، اور اس پر ہائی وولٹیج جمع کرنا آسان نہیں ہوتا۔ انہیں عام جامد ترتیبات میں۔ کم طاقت والے ایم او ایس ٹرانزسٹر اپنی پتلی گیٹ آکسائیڈ پرت اور چھوٹے طفیلی کیپیسیٹینس کی وجہ سے الیکٹرو اسٹاٹک نقصان کا شکار ہوتے ہیں۔ وہ عام طور پر پیکیجنگ کے بعد تین الیکٹروڈ کو شارٹ سرکیٹ کرنے کے بعد فیکٹری چھوڑ دیتے ہیں۔ استعمال میں، ویلڈنگ مکمل ہونے کے بعد اکثر مختصر راستے کو ہٹانا پڑتا ہے۔ ہائی پاور ایم او ایس ٹرانزسٹرز کے بڑے چپ ایریا کی وجہ سے، عام جامد بجلی انہیں نقصان نہیں پہنچائے گی۔ لہذا آپ دیکھیں گے کہ پاور ایم او ایس ٹرانجسٹر کے تین الیکٹروڈ شارٹ سرکٹ سے محفوظ نہیں ہیں (ابتدائی مینوفیکچررز نے فیکٹری چھوڑنے سے پہلے انہیں شارٹ سرکٹ کیا تھا)۔

ایک LED میں اصل میں ایک ڈایڈڈ ہوتا ہے، اور اس کا رقبہ IC کے اندر موجود ہر جزو کے نسبت بہت بڑا ہوتا ہے۔ لہذا، ایل ای ڈی کی پرجیوی گنجائش نسبتا بڑی ہے. لہذا، عام حالات میں جامد بجلی ایل ای ڈی کو نقصان نہیں پہنچا سکتی۔

عام حالات میں الیکٹرو سٹیٹک بجلی، خاص طور پر انسولیٹروں پر، زیادہ وولٹیج ہو سکتی ہے، لیکن ڈسچارج چارج کی مقدار بہت کم ہے، اور خارج ہونے والے کرنٹ کا دورانیہ بہت کم ہے۔ ہو سکتا ہے کنڈکٹر پر الیکٹرو سٹیٹک چارج کا وولٹیج بہت زیادہ نہ ہو، لیکن خارج ہونے والا کرنٹ بڑا اور اکثر مسلسل ہو سکتا ہے۔ یہ الیکٹرانک اجزاء کے لیے بہت نقصان دہ ہے۔

جامد بجلی کیوں نقصان پہنچاتی ہے۔ایل ای ڈی چپساکثر نہیں ہوتا

آئیے ایک تجرباتی رجحان کے ساتھ شروع کرتے ہیں۔ ایک دھاتی لوہے کی پلیٹ میں 500V جامد بجلی ہوتی ہے۔ ایل ای ڈی کو دھاتی پلیٹ پر رکھیں (مندرجہ ذیل مسائل سے بچنے کے لیے پلیسمنٹ کے طریقہ پر توجہ دیں)۔ کیا آپ کو لگتا ہے کہ ایل ای ڈی خراب ہو جائے گی؟ یہاں، کسی ایل ای ڈی کو نقصان پہنچانے کے لیے، اسے عام طور پر اس کے بریک ڈاؤن وولٹیج سے زیادہ وولٹیج کے ساتھ لگایا جانا چاہیے، جس کا مطلب ہے کہ ایل ای ڈی کے دونوں الیکٹروڈز کو بیک وقت میٹل پلیٹ سے رابطہ کرنا چاہیے اور ان کا وولٹیج بریک ڈاؤن وولٹیج سے زیادہ ہونا چاہیے۔ چونکہ لوہے کی پلیٹ ایک اچھا موصل ہے، اس لیے اس کے آر پار کی حوصلہ افزائی وولٹیج برابر ہے، اور نام نہاد 500V وولٹیج زمین کی نسبت ہے۔ لہذا، ایل ای ڈی کے دو الیکٹروڈ کے درمیان کوئی وولٹیج نہیں ہے، اور قدرتی طور پر کوئی نقصان نہیں ہوگا. جب تک کہ آپ لوہے کی پلیٹ کے ساتھ ایل ای ڈی کے ایک الیکٹروڈ سے رابطہ نہ کریں، اور دوسرے الیکٹروڈ کو کنڈکٹر (دستانوں کی موصلیت کے بغیر ہاتھ یا تار) سے زمین یا دوسرے کنڈکٹر سے جوڑیں۔

مندرجہ بالا تجرباتی رجحان ہمیں یاد دلاتا ہے کہ جب کوئی ایل ای ڈی الیکٹرو سٹیٹک فیلڈ میں ہوتا ہے، تو ایک الیکٹروڈ کو الیکٹرو سٹیٹک باڈی سے رابطہ کرنا چاہیے، اور دوسرے الیکٹروڈ کو نقصان پہنچنے سے پہلے زمین یا دوسرے کنڈکٹرز سے رابطہ کرنا چاہیے۔ حقیقی پیداوار اور استعمال میں، ایل ای ڈی کے چھوٹے سائز کے ساتھ، اس طرح کی چیزیں ہونے کا شاذ و نادر ہی امکان ہوتا ہے، خاص طور پر بیچوں میں۔ حادثاتی واقعات کا امکان ہے۔ مثال کے طور پر، ایک ایل ای ڈی الیکٹرو سٹیٹک باڈی پر ہے، اور ایک الیکٹروڈ الیکٹرو سٹیٹک باڈی سے رابطہ کرتا ہے، جبکہ دوسرا الیکٹروڈ صرف معطل ہے۔ اس وقت، کوئی معطل شدہ الیکٹروڈ کو چھوتا ہے، جو نقصان پہنچا سکتا ہے۔ایل ای ڈی لائٹ.

مندرجہ بالا واقعہ ہمیں بتاتا ہے کہ الیکٹرو اسٹاٹک مسائل کو نظر انداز نہیں کیا جا سکتا۔ الیکٹرو اسٹاٹک ڈسچارج کے لیے کنڈکٹو سرکٹ کی ضرورت ہوتی ہے، اور اگر جامد بجلی ہو تو کوئی نقصان نہیں ہے۔ جب صرف بہت کم مقدار میں رساو ہوتا ہے، تو حادثاتی الیکٹرو اسٹاٹک نقصان کا مسئلہ سمجھا جا سکتا ہے۔ اگر یہ زیادہ مقدار میں ہوتا ہے، تو یہ چپ کی آلودگی یا تناؤ کا مسئلہ ہونے کا زیادہ امکان ہے۔