Электрический пробой

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Электрический пробой — явление резкого возрастания силы тока в твёрдом, жидком или газообразном диэлектрике (или полупроводнике), возникающее при приложении напряжения выше критического (напряжение пробоя)[1]. Пробой может происходить в течение очень короткого времени (до 10-8 с) или установиться на длительное время (например, дуговой разряд в газах). В твёрдых телах различают три механизма пробоя:

  1. Внутренний пробой, связанный с тем, что носитель заряда на длине свободного пробега приобретает энергию, достаточную для ионизации молекул кристаллической решётки или газа и увеличивает концентрацию носителей заряда. При этом лавинообразно создаются свободные носители заряда (увеличивается концентрация электронов), которые вносят основной вклад в общий ток. Различают поверхностный пробой и объёмный пробой диэлектриков. У полупроводников существует разновидность поверхностного пробоя, так называемый шнуровой эффект.
  2. Тепловой пробой, возникающий при разогреве кристаллической решётки диэлектрика или полупроводника[1]. При увеличении температуры свободным электронам легче ионизировать атомы решётки, поэтому пробивное напряжение уменьшается. Разогрев может происходить как в результате теплопередачи извне, так и вследствие протекания переменного тока внутри диэлектрика.
  3. Разрядный пробой, связанный с ионизацией адсорбированных газов в пористых материалах, таких как слюда или пористая керамика. Находящиеся в порах газы ионизируются раньше, чем пробивается твёрдое вещество, возникающие при этом газовые разряды разрушают поверхность пор.

Пробой бывает и полезным, и вредным. К примеру, пробой изолятора на линии высокого напряжения является серьёзной аварийной ситуацией, а отсутствие пробоя бензовоздушной смеси на свече зажигания в двигателе внутреннего сгорания не позволяет запустить двигатель.

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 Епифанов, 1971, с. 289.

Литература[править | править вики-текст]

  • Солимар Л., Уолш Д. Лекции по электрическим свойствам материалов = Lectures on the Electrical Properties of Materials. — М.: «Мир», 1991. — С. 504. — ISBN 5-03-001934-0.
  • Епифанов Г. И. Физические основы микроэлектроники. — М.: Советское радио, 1971. — 376 с.