欢迎访问北京华测试验仪器有限公司网站

返回首页|联系我们

全国统一服务热线:

13911821020
技术文章您当前的位置:首页 > 技术文章 > 什么是电击穿?

什么是电击穿?

日期:2020-08-14浏览:957次

  固体介质的电击穿理论是在气体放电的碰撞电离理论基础上建立的。在20世纪30年代,希伯尔(Hppel)和弗罗利赫(Frolich)等人,在固体物理学基础上用量子力学为工具,逐步发展建立了固体介质电击穿的碰撞电离理论,其主要内容为:在强电场下固体导带中可能因冷发射或热发射而存在一些电子,这些电子一面在外电场作用下被加速获得动能,一面与晶格振动相互作用而加剧晶格振动,把电场的能量传递给晶格,当这两方面在一定温度和场强下平衡时,固体介质有稳定的电导,但当电子从电场中得到的能量大于损失给晶格振动的能量时,电子的动能就越来越大,直至电子与晶格的相互作用增强到能电离产生新电子,自由电子数迅速增加,电导不断增大,导致电击穿开始发生。
 
  按击穿发生的判定条件不同,电击穿理论可分为:“本征电击穿理论”(以碰撞电离开始作为击穿判据)和“雪崩电击穿理论”(以碰撞电离产生的电子数倍增到一定数值而足以破坏介质绝缘状态作为击穿判据)。
 
  本征电击穿理论认为:电子从电场中获得能量的速率与电场强度E和电子能量E0有关,可表示为A(E,E0);而电子损失给晶格能量的速率与晶格温度T和电子能量E0有关,可表示为B(T,E0),电子获得和失去能量的速率相等时达到平衡状态,此时
 
  A(E , E0)=B(T , Eo)       (4.2-77)
 
  当电场上升到使平衡破坏时,碰撞电离过程便立即发生,所以使式(4.2-77)成立的大场强就是碰撞电离开始发生的起始场强,把这一场强作为介质击穿场强的理论即为本征电击穿理论。
 
雪崩电击穿理论有两类:一类是福兰兹(Frantz)提出的以隧道电流在强电场下增长导致介质温升达到一定温度作为介质隧道击穿的判据,而在工程实际中常以电流随电压的相对变化率
达到一定数值作为经验击穿判据;另一类是赛兹(Seitz)提出的以电子崩传递给介质的能量足以破坏介质晶格结构作为击穿判据。其计算结果表明:由阴极出发的初始此电子在向阳极运动过程中,1cm内的电离次数达到40次而产生1012个新电子时,介质便开始发生击穿,这也称为“四十代理论”。由“四十代理论”可以推断,当介质狠薄时,碰撞电离不足以发展到四十代,电子崩已进人阳极复合,此时介质不能击穿,即这时的介质击穿场强将要提高。这就定性地解释了薄层比厚层介质具较高击穿场强的原因。
  本征电击穿和“雪崩”电击穿一般很难区分,但理论上,它们的关系是明显的:本征电击穿理论中增加导电电子是继稳态破坏后突然发生的,而“雪崩”电击穿是考虑到高场强时,导电电子倍增过程逐渐达到难以忍受的程度,终介质晶格破坏。

上一篇:什么是热击穿?

下一篇:强电场作用下绝缘材料的破坏

在线客服 联系方式 二维码

服务热线

010-86460119

扫一扫,关注我们