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El fenómeno de la descarga electrostática y su efecto en los dispositivos electrónicos Resumen del artículo del mismo título escrito por Donald E. Frank (Douglas Aircraft) Resumen Con el creciente uso de sistemas digitales y dispositivos microelectr6nicos, aumenta el número de componentes dañados debido a las descargas electrostáticas. En las páginas siguientes se analiza 1a naturaleza deéstas, su genereci6n y su efecto en los semiconductores y sistemas. El problema Durante los últimos años se ha descubierto que nuestro problema más importarte con los componentes radica en la descarga electrostática. Quisiéramos exponer con un poco de detalle la naturaleza y magnitud de este problema. Curso: 5to 4ta Tecnología Electrónica Fernando Rodríguez / Horacio Mancini 6 Los problemasfundamentales que la electricidad estática causa son: inutilización de los equipos, funcionamiento incorrecto de los equipos y generación de bits de datos no programados (bits “fantasma”). A los dos primeros problemas ya estamos acostumbrados. Una vez localizado el componente destruido, se lo sustituye y el sistema vuelve a ponerse en funcionamiento. El problema se hace más complejo en el caso de los"bits fantasma" (fallas de software). Resulta sumamente problemático el localizar fallos intermitentes o anomalías inconsistentes. Sí pudiéramos elegir entre fallos totales des equipo y degradación (o fallo prematuro de los componentes), sin duda elegiríamos lo primero. Uno fallo total es más fácil de solucionar. Pero la degradación del comportamiento o fallo prematuro pueden suponer horas detrabajo tratando de localizar cuál es el área defectuosa en el sistema. Generación de la descarga electrostática La serie triboeléctrica es similar a una serie galvánica de materiales generadores de tensión electrostática. Esta se genera cuando dos materiales diferentes se mueven en direcciones opuestas. La tensión electrostática generada está en función del grado de separación en la serietriboeléctrica, el grado de contacto de los materiales entre sí y la velocidad de separación de los materiales. La humedad actúa siempre como un factor modificador. Serie triboeléctrica Si se analiza la serie triboléctrica puede advertirse que el algodón debido a su afinidad natural por la humedad, está en el centro de la tabla y es relativamente neutral. La naturaleza higroscópica de los elementosnaturales (madera, papel, etc.) hace que se sitúen en el centro de la tabla. Los materiales que contribuyen más significativamente son aquellos que tienden a rechazar 1a humedad. Materiales Aire Mano humana Asbesto Piel de conejo Cristal Mica Cabello humano Nyon Lana Piel de animal Plomo Seda Aluminio Papel Positivo Algodón Acero Madera Ámbar Cera Goma Moneda de cobre Platapulida Platino Azufre Rayón Poliéster Celuloide Orlon Poliuretano Polietileno Polipropileno Vinilo Silicona Negativo Teflón Curso: 5to 4ta Tecnología Electrónica Fernando Rodríguez / Horacio Mancini 7 La figura siguiente nos permite examinar las tensiones electrostáticas típicas de actividades comunes. En un día seco pueden generarse hasta 35.000V caminando sobre una alfombra (y tal vez1 500V en un día húmedo). Es bastante común la experiencia de caminar sobre una alfombra en un día seco de invierno y sentir una descarga eléctrica al tocar al tocar un objeto metálico o la experiencia de tomar un taxi y sentir una descarga al tocar su puerta. Este es un típico fenómeno que para los componentes electrostáticos resulta mortal. Es, ni más ni menos que una pequeña chispa capaz deperforar un sistema. Y no solamente se genera una alta tensión caminando sobre alfombras o en los taxis, sino también caminando sobre suelo de vinilo o simplemente con los movimientos mínimos que una persona sentada en una silla pueda realizar. Tensión electrostática Medios para generación de estática 10% 20% de humedad relativa 65% a 90% de humedad relativa Caminar sobre alfombra 35 000 V...
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