Действительно ли должно быть сопротивление 1 МОм между антистатическим браслетом и компьютером?

Резистор 1 мОм необходим для защиты пользователя от неисправностей другого оборудования, подключенного к заземлению сети.

Имейте в виду, что браслет – это постоянное соединение с электрической системой здания. Если другая часть оборудования выйдет из строя, может возникнуть большой ток короткого замыкания через систему проводки заземления. Это означает, что при неблагоприятных обстоятельствах клемма заземления сети может достичь опасного потенциала. В этом случае резистор 1Meg ограничивает ток от заземляющего провода через пользователя до безопасного предела.

См., например, эту статью в Википедии о повышении потенциала Земли .

Выдержка:

Сопротивление Земли не равно нулю, поэтому ток, подаваемый в землю на заземляющем электроде, вызывает повышение потенциала по отношению к удаленной контрольной точке. Результирующее повышение потенциала может привести к возникновению опасного напряжения на расстоянии многих сотен метров от фактического места повреждения.

Таким образом, система заземления (и ваше запястье) из-за низкого сопротивления имеет примерно тот же потенциал, что и точка, где ток замыкания входит в землю, тогда как ваши ноги (в нескольких сотнях метров от этой точки) имеют более низкий потенциал. . Без этого 1Meg резистора: ZAPP!!!

РЕДАКТИРОВАТЬ (чтобы обратиться к понижению и уточнить мой ответ)

Поскольку мой ответ вызвал пару отрицательных голосов и некоторую критику в комментариях (не обязательно связанную, по крайней мере, не очевидно), я чувствую себя обязанным кое-что прояснить, но я также хотел бы напомнить тем, кто голосует против, за что: за бесполезные ответы, не по теме или явно неправильные.

Во- первых: мне сказали, что регулирование не требует резистора 1Meg по причинам, которые я изложил. Мой ответ: я никогда не заявлял, что мое объяснение связано с каким-то регламентом (я даже не знал, что существуют специальные регламенты для браслетов — кстати, я хотел бы увидеть какую-нибудь ссылку), но я допускаю, что мог бы быть более явный.

Во- вторых: как я писал в комментарии, я признаю, что мой сценарий менее вероятен, чем, например, прикосновение к проводу под напряжением или событие электростатического разряда, быстрый разряд которого может вызвать проблемы. Тем не менее, как кто-то сказал в комментарии, вы умираете только один раз! Неисправности в электрических системах случаются , и часто они не находятся под вашим контролем, поэтому никакая забота с вашей стороны не может их предотвратить, вы можете только (пытаться) предотвратить последствия. Следовательно, сценарий, который я изобразил, ИМО, заслуживает рассмотрения (поэтому он актуален и полезен). Кроме того, вопрос в заголовке: действительно ли должно быть сопротивление 1 МОм между антистатическим браслетом и компьютером? , не что-то вродеЗачем регламентом там резистор? или Каков наиболее вероятный сценарий, для которого там установлен резистор? .

Чтобы еще больше подтвердить мою точку зрения, вы можете увидеть эту статью в Википедии о блуждающих напряжениях . Не все имеет прямое отношение к тому, о чем я говорю, но часть об обратных токах нейтрали через землю . Выдержка (выделено мной):

Блуждающее напряжение стало проблемой для молочной промышленности через некоторое время после того, как были введены электрические доильные аппараты, и большое количество животных одновременно контактировало с металлическими предметами, заземленными на систему распределения электроэнергии и землю . В многочисленных исследованиях задокументированы причины[11], физиологические эффекты[12] и предотвращение[13][14] паразитного напряжения в условиях фермы. Сегодня паразитное напряжение на фермах регулируется правительствами штатов и контролируется конструкцией эквипотенциальных плоскостей в зонах, где скот ест, пьет или дает молоко. Имеющиеся в продаже изоляторы нейтрали также предотвращают повышение напряжения на нейтрали коммунальной сети из -за повышения напряжения нейтрали фермы или проводов заземления .

(У меня не было времени искать статью о заземленных людях вместо заземленных коров, но вы поняли.)

Итог: подключение человеческого тела к любому пути с низким импедансом, который может повысить потенциал , опасно и опасно для жизни , поэтому должны быть приняты надлежащие меры безопасности.

У вас есть два вопроса, которые, по вашему мнению, связаны, поскольку они оба касаются заземления. Однако вопросы не по теме!

Q1) Фактическое заземление, по которому течет обратный ток от источника питания, — это черные провода на разъеме питания ATX. Действительно, шасси также соединено с материнской платой с помощью винтов, но это соединение не является обязательным для нормальной работы. Вы также можете использовать материнскую плату без этого соединения, например, при тестировании перед установкой в ​​корпус.

Но соединение ATX необходимо . Затем блок питания ATX обеспечивает заземление в сетевых розетках.

Q2) Это для разряда от электростатического разряда, почти не требуется подача энергии, так как это касается только балансировки уровней заряда. Внезапные разряды электростатического разряда могут повредить компоненты. Резистор 1 МОм имеет достаточно низкое сопротивление, чтобы обеспечить балансировку уровней заряда.

Таким образом, резистор 1 МОм никак не мешает защите от электростатического разряда!

Это обеспечивает дополнительную безопасность. Если бы этого резистора на 1 МОм не было, и вы коснулись бы действующего напряжения (например, напряжения сети), ток легко протекал бы через вас и браслет. Тогда ток может достичь опасного уровня! Этот последовательный резистор 1 МОм увеличивает сопротивление этого пути до безопасного уровня. Если вы дотронетесь до провода под напряжением, вы почувствуете «покалывание», но ток не может достичь опасного уровня из-за резистора.

Итак: резистор — это мера безопасности для защиты пользователя, то есть вас!

Опыт предотвращения EOS/ESD

Причина приемлемого диапазона от 1 до 10 МОм заключается в ограничении тока статического разряда браслетов. кроме того, он снижает ток до живого напряжения.

--- добавлен

*Несмотря на то, что допустимая утечка напряжения сети переменного тока как IEC/UL составляет 500 мкА для сетевых фильтров и т. д., можно предположить, что браслет можно уменьшить до 240 кОм с тем же безопасным пределом, но не для частей, чувствительных к EOS. Таким образом, вы могли бы сказать по обеим причинам, но основной причиной защиты являются чувствительные части EOS, иначе почему бы не 10M? или 22М или 50М? * Это было бы безопаснее для людей, но это не основная цель «защищенного рабочего места EOS», но безопасность рабочего места также важна.

• Это достигается за счет медленного сброса заряда тела до того же потенциала корпуса или опорного заземления, к которому подключен резистор 1 МОм, в то время как статический заряд может генерироваться движением или изменением емкости тела с фиксированным зарядом, V=C/Q.

• Таким образом, например, рассмотрим поверхность тела в 10000 пф, чтобы рассеянный воздух заряжен 10 кВ, а затем подключен к токоограничивающему резистору 1 МОм, мы могли бы ожидать 10 кОм/1 МОм или 10 мА с временем затухания 1 м * 10 нФ = 10 мс, что быстрее, чем предварительная ионизация. время, поэтому резистор может быть зашунтирован. Но при постоянном подключении скорость накопления заряда dV/dt намного медленнее, чем время разряда, поэтому уровни заряда тела поддерживаются на относительно низком уровне.

• Между тем, модель кончика пальца со временем затухания 100-300 пФ * 1M = 100u-300 мкс удерживает пальцы с браслетами на земле, разряжаясь быстрее из-за электрических эффектов, и, таким образом, мгновенное накопление заряда 1 кВ ограничено 1 мА.

  чтобы убедиться в этом самостоятельно, вспомните токовый удар ключом или пальцем по металлическому разряду электростатического разряда и сравните свой опыт прикосновения к заземленному дереву (не краске или пластику) из-за поверхностного сопротивления, вы, вероятно, ничего не почувствуете, и все же это может достаточно, чтобы повредить незащищенные микроволновые полевые транзисторы с BDV 25 В, но ваш опыт подсказывает, что последовательное поверхностное сопротивление ограничивает ток.

Для предотвращения электростатического перенапряжения или EOS все поверхности должны быть «рассеивающими статическое электричество», чтобы предотвратить быстрый разряд.

Другая причина заключается в сокращении времени потенциального ионизационного разряда с 5 до 100 пикосекунд, что создает переходные процессы E-Field быстрее, чем диоды ESD могут реагировать, когда входы CMOS подключены к длинным кабелям (антеннам).

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

По тем же причинам полы и рабочие поверхности должны$10^{10}$Ом на квадрат.

• Хорошо известно, что разряды электронного поля в одном месте могут проходить по длинному пути через землю и излучаться с этого пути, чтобы повредить очень чувствительные части из-за результирующей эффективности антенны межсоединений с чувствительными частями на частотах, зависящих от времени нарастания разряда.

• Я видел фотографии, и многие исследователи в журналах подтверждают, что электростатический разряд пальца может иметь текущее время перехода до 5-10 пс, которое было зафиксировано. Это приводит к непрерывному спектру Фурье не менее f=1/3t или примерно 25-50 ГГц, что соответствует очень короткой длине волны в верхнем диапазоне.

Таким образом, любая длина может захватить часть переходного поля и, таким образом, небезопасна для EOS. Мы оцениваем детали только с емкостью пальца человека 100 пФ или 300 Ф из-за крошечной площади контакта. Но на самом деле, между двумя руками мы можем легко измерить RLC-метром и «хорошей площадью контакта» с щупами емкость в 100 раз больше. Таким образом, электростатический разряд, возникающий при ходьбе по сухому пыльному полу или гостиничному нейлоновому ковру с ключом, может генерировать здоровую дугу в 30 кВ или ~ 3 см, а также хороший разряд и излучать по всей комнате. Из-за радиочастотных свойств и физики нельзя гарантировать, что любой незащищенный полупроводниковый прибор будет поврежден, и вы не можете гарантировать, что он не будет «ранен». Аналогичный коэффициент пробоя в кВ/мм теперь затухает до небольших уровней и расстояний, но лишь немного выше соотношение мВ/мм. нм в заряженном диэлектрическом переходе. Напряжения пробоя (BDV), охватывающие xx нм.

Это также является будущим ограничением для усадки литографии по закону Мура в ЦП. Если переходы стали намного меньше, он может приблизиться к уровням кремния BDV в рейтингах xx мВ / нм.

• Перед инженерами по производству полупроводников также стоит серьезная задача избежать электростатического разряда при производстве полупроводников с трибоэлектрически заряженным материалом, например парами кремния и арсенсида галлия, перегретыми и осажденными на соединениях.

• Рискованная, но эффективная альтернатива, когда браслет недоступен, состоит в том, чтобы знать трибоэлектрические поверхности, поверхности разряда и все устройства, чувствительные к статическому электричеству, и касаться пальцев, удерживая заземляющий язычок печатной платы, прежде чем передать его другому человеку.
• ИЛИ всегда держите хотя бы один палец на корпусе ПК, чтобы поддерживать ту же напряженность электрического поля, что и печатная плата внутри, заземленная на корпус, при замене частей.
• ИЛИ осторожно прикоснуться к заземленной поверхности кончиком 1M «откалиброванного» пальца (используя DMM или RLC) и не прикасаться к макетной плате, прежде чем сделать это, тогда знайте, как легко можно создать E-поля.
• По моему 40-летнему опыту, прежде чем я внедрил предотвращение EOS на заводе по производству электроники, я могу рассказать вам, как легко было сбросить настройки эмулятора Motorola или Apple ][ всего лишь от электростатического разряда на расстоянии 10 м. Лаборатория была окружена заземленной клеткой (антенной), а когда-то в 80-х нейлоновый коммерческий ковер служил отличным генератором электростатического разряда для обуви с неопреновой подошвой. (соленая кожа лучше)

В большинстве MOBO используются изолированные стойки, а в некоторых — проводящие, поэтому заземление осуществляется через вилку постоянного тока к блоку питания ATX и заземлению корпуса, где заземление является локальной ссылкой на корпус. При подключении к розетке местное заземление корпуса соединяется с заземлением через бытовую проводку, но очень индуктивно, поэтому корпус является лучшим экраном.

(за исключением длинных кабелей ввода-вывода, в особом случае будьте осторожны, они могут нести заряды электростатического разряда от трибоэлектрического трения)

- пример Когда я был TE Mgr, технические специалисты протаскивали 10-метровые кабели SCSI по сухому бетонному полу (с пылью) и подключались к башням в финальном тесте и отключали драйверы SCSI от электростатического разряда, пока мы не научили их прикасаться к корпусу разъема и раме перед подключением.

«Прикосновение голыми руками» МОМЕНТАЛЬНО РАЗРЯДИТ ваше тело ДО того, как вы прикоснетесь к каким-либо предметам, чувствительным к статическому электричеству (доски, чипсы и т. д.). Использование антистатического браслета ПОСТОЯННО снимет любой статический заряд и защитит вас от разрядки всего, к чему вы прикасаетесь.

Если бы вы могли делать все что угодно одной рукой, то прикосновение к корпусу компьютера выполняет по сути то же самое, что и использование браслета, за исключением того, что ВЫ НЕ защищены от поражения электрическим током, как если бы вы были защищены от надлежащего антистатического браслета.