к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Электрический пробой диэлектриков и полупроводников

Электрический пробой диэлектриков и полупроводников - резкое падение их электрич. сопротивления при достаточно высоком приложенном к образцу напряжении (см. также Пробой электрический ).Э. п. отличается от теплового пробоя тем, что на подготовит. стадии пробоя ни разогрев, ни хим. процессы не имеют существенного значения, а также малым временем развития пробоя, слабой зависимостью пробивного напряжения от температуры. Э. п. обусловлен ударной ионизацией атомов и молекул электронами. Электрон получает возможность ударной ионизации, если энергия U, передаваемая ему электрич. полем, оказывается больше энергии U', теряемой электроном при рассеянии на фононах, дефектах и примесях кристаллич. решётки. При этом электрон может ускоряться в электрич. поле до энергии, достаточной для ионизации атомов и молекул электронным ударом и тем самым для развития лавинного процесса.

Теория ударной ионизации основана на анализе кинетического уравнения Больцмана, решение к-рого даёт значение величины электрической прочности Епр:

5105-22.jpg

Здесь Е-напряжённость электрич. поля в направлении oz, e - заряд электрона, pz- проекция его импульса, f(5105-23.jpg,q) - функция распределения электронов по энергии и направлениям импульса (q - угол между Е и p), jрас, jион, jвозб, jрек - изменение распределения f за счёт процессов рассеяния, ионизации, возбуждения и рекомбинации. Левая часть ур-ния представляет собой изменение функции f при ускорении электронов электрич. полем. Отсутствие стационарного решения ур-ния соответствует Э. п. Критерием Э.п. выбраны равенство энергии электронов U1/2, разделяющей совокупность электронов после акта ионизации на 2 равные половины, и энергии, соответствующей условию U=U'. При этом концентрация электронов проводимости будет возрастать при небольшом превышении напряжённости поля над значением Eпр, соответствующим этому критерию.

Зависимости Епр от температуры Т для кристаллов NaCl, К Вr совпадают с полученными экспериментально. Эксперимент позволил установить наличие минимума на зависимости напряжения пробоя Vпр от толщины h кристаллов NaCl при h5105-24.jpg1 мкм (что соответствует кривой Пашена для электрич. пробоя газов), а также зависимость времени t развития пробоя от h, к-рая, как и в газах, состоит из двух участков; на первом t уменьшается с ростом h, затем резко спадает на 2-3 порядка. На втором участке t растёт при увеличении h. Предполагалось, что второй участок соответствует т. н. однолавинно-стримерному пробою, а первый - многолавинно-стримерному пробою, при к-ром время развития пробоя включает и время "статис-тич. ожидания" попадания неск. лавин в одну область на аноде, чтобы суммарный объёмный заряд был достаточен для развития стримера.

В дальнейшем оказалось, что ширина зоны проводимости кристалла (см. Зонная теория)недостаточна для того, чтобы электрон смог приобрести энергию, необходимую для ударной ионизации в диэлектриках, обладающих широкой запрещённой зоной. Кроме того, теория ударной ионизации не даёт представления о самом процессе развития Э. п., а лишь определяет критерий пробоя и оценивает величину электрич. прочности.

Дальнейшее развитие теории Э.п. твёрдых диэлектриков и полупроводников основано на представлении о доменной неустойчивости. В сильных электрич. полях вольт-амперная характеристика (ВАХ) может иметь S-образную форму, что приведёт к шнурованию тока, или N-образную форму и это ведёт к образованию доменов сильного электрич. поля (см. Ганна эффект).

Регистрируя быстропротекающие процессы с большим разрешением по времени (до 10-9 с) и по координатам (до 1 мкм), электронно-оптические преобразователи и скоростная фоторегистрация (включая фотографирование с лазерной подсветкой) позволили наблюдать процесс образования и развития канала пробоя в диэлектрике, изучать распространение ударных волн и образование плазмы в канале пробоя. Обнаружено много сходного в развитии процесса пробоя в газах, жидких и твёрдых диэлектриках.

Э. п. полимеров может быть обусловлен сдавливанием полимерной плёнки (электромеханич. пробой), а также разрывом молекулярных цепей под действием сил электрич. поля на молекулы, приобретающие электрич. заряд в сильном электрич. поле. Последний механизм подтверждается снижением механич. прочности (в 6 и более раз) в электрич. поле с напряжённостью 2.107В/м, существенно меньшей не только электрич. прочности Епp~108 B/м, но и напряжённости возникновения частичных разрядов.

Литература по

  1. Сканави Г. И., Физика диэлектриков. (Область сильных полей), М., 1958; Франц В., Пробой диэлектриков, пер. с нем., М., 1961; Воробьев А. А., Воробьев Г. А., Электрический пробой и разрушение твердых диэлектриков, М., 1966; Электрические свойства полимеров, под ред. Б. И. Сажина, 3 изд., Л., 1986; Вершинин Ю. Н., Зотов Ю. А., Перегревная неустойчивость в кристаллических изоляторах в предпробивном электрическом поле, "ФТТ", 1975, т. 17, в. 3, с. 826; Борисова М. Э., Койков С. Н., Физика диэлектриков, Л,, 1979. С. Н. Койков.

    к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

    (время поиска примерно 20 секунд)

    Знаете ли Вы, что только в 1990-х доплеровские измерения радиотелескопами показали скорость Маринова для CMB (космического микроволнового излучения), которую он открыл в 1974. Естественно, о Маринове никто не хотел вспоминать. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

    НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
    Рыцари теории эфира
     13.06.2019 - 05:11: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ПРОБЛЕМА ГЛОБАЛЬНОЙ ГИБЕЛИ ПЧЁЛ И ДРУГИХ ОПЫЛИТЕЛЕЙ РАСТЕНИЙ - Карим_Хайдаров.
    12.06.2019 - 09:05: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
    11.06.2019 - 18:05: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ФИЗИКА - Experimental Physics -> Эксперименты Сёрла и его последователей с магнитами - Карим_Хайдаров.
    11.06.2019 - 18:03: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Маклакова - Карим_Хайдаров.
    11.06.2019 - 13:23: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
    11.06.2019 - 13:18: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Светланы Вислобоковой - Карим_Хайдаров.
    11.06.2019 - 06:28: АСТРОФИЗИКА - Astrophysics -> К 110 летию Тунгуской катастрофы - Карим_Хайдаров.
    10.06.2019 - 21:23: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Владимира Васильевича Квачкова - Карим_Хайдаров.
    10.06.2019 - 19:27: СОВЕСТЬ - Conscience -> Высший разум - Карим_Хайдаров.
    10.06.2019 - 19:24: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ЗА НАМИ БЛЮДЯТ - Карим_Хайдаров.
    10.06.2019 - 19:14: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
    10.06.2019 - 08:40: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
    Bourabai Research Institution home page

    Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution