Что такое тепловой пробой?

Дата: 17.10.2018
Категории: Новости

ТЕПЛОВОЙ ПРОБОЙ (электротепловой пробой)-резкое увеличение электропроводности диэлектрика (или полупроводника) при прохождении через него электрич. тока, обусловленное джоулевым разогревом и нарушением теплового равновесия образца с окружающей средой.

В теоретич. отношении тепловой пробой имеет много общего с тепловым взрывом. Необходимым условием теплового пробоя является резкое (обычно экспоненциальное) возрастание проводимости s с ростом темп-ры Т. Незначительная в первый момент (при комнатной темп-ре) проводимость вследствие выделения джоулева тепла приводит к небольшому повышению темп-ры, вследствие чего проводимость увеличивается; это, в свою очередь, приводит к дальнейшему повышению темп-ры, т. е. проводимость и темп-ра взаимно «раскачивают» друг друга. В связи с тем, что коэф. теплоотдачи зависит от Т слабее (обычно линейно), существует нек-рое критич. значение электрич. поля Е кр (э л е к т р и ч е с к а я п р о ч н о с т ь), при превышении к-рого стационарное тепловое состояние образца оказывается невозможным (ур-ние теплового баланса не имеет стационарного решения). В этом случае темп-pa со временем лавинообразно нарастает и, в конечном счёте, происходит плавление или иное разрушение образца.

Если в цепи образца есть гасящее сопротивление, то разрушение может не произойти: в этом случае происходит перераспределение приложенного напряжения, в результате чего вольт-амперная характеристика (ВАX) оказывается S -образной. При критич. напряжении ток и темп-ра претерпевают скачок. При уменьшении напряжения скачок в обратном направлении происходит не при том же, а при меньшем критич. значении, т. е. имеет место гистерезис, S -образный характер ВАX может привести к неоднородности распределения плотности тока j по сечению проводника (шнурование тока).
От лавинного пробоя, обусловленного «умножением» числа свободных носителей заряда, Т. п. отличают гораздо большее время нарастания тока (10-2 -103 с), сильная зависимость электрич. прочности от размеров и формы образца, темп-ры окружающей среды, условий теплоотдачи.

Наряду со статич. Т. п. возможен о п т и ч е с к и й Т. п. в условиях, когда с ростом темп-ры быстро возрастает коэф. поглощения эл.-магн. волн. Такие условия возможны при поглощении ИК-излучения свободными носителями, при температурном сдвиге линии экситонного поглощения и т. д. Оптич. Т. п. является одним из возможных механизмов оптической бистабильности.

Коментарии отсутствуют