Обзор теорий электрического пробоя твердых диэлектриков Выполнил студент группы 5А1В Зубков А.В. Проверил преподаватель Мытников А.В.

Классические теории электрического пробоя; Квантово-механические теории электрического пробоя; Теории пробоя твердых диэлектриков вследствие ударной ионизации. План

Теория Роговского. Разрыв ионной кристаллической решетки; Теория Горовица. Разрыв твердого диэлектрика по микротрещине; Теория А.Ф. Иоффе; Теория А.А. Смурова. Теория электростатической ионизации. Классические теории электрического пробоя

r – расстояние между центрами ионов W – энергия F – сила смещения ионов Теория Роговского. Разрыв ионной кристаллической решетки Рис. 1. Графики энергии и сил взаимодействия между ионами

Теория Горовица. Разрыв твердого диэлектрика по микротрещине Рис. 2. Модель трещины для расчета электрической прочности по Горовице

В 1928 году академиком А.Ф. Иоффе была выдвинута теория об ударной ионизации ионами. При разработке теории опыты по пробою проводились над таким материалом как кальцит. В качестве результата А.Ф. Иоффе получил, что электрическая прочность твердого диэлектрика должна изменяться пропорционально его толщине. Теория А.Ф. Иоффе

Теория была предложена в 1928 году. В данной теории А.А. Смуров предложил, что пробой твердых диэлектриков связан и ионизацией электронами, которые образуются в сильных электрических полях за счет электростатической ионизации. Для пробоя требуется высокая напряженность, порядка 1000 МВ/см Теория А.А. Смурова. Теория электростатической ионизации

Теория Зинера. Теория безэлектродного пробоя; Теория Фаулера. Пробой электродного происхождения; Теория Я.И. Френкеля. Теория термической ионизации. Квантово-механические теории электрического пробоя неударным механизмом

Теория Зинера. Теория безэлектродного пробоя Рис. 3. Зонная структура кристалла

Теория Фаулера. Пробой электродного происхождения Рис. 4. Схема энергетических зон в металле и диэлектрике при наложении электрического поля

Теория Я.И. Френкеля. Теория термической ионизации Рис. 5. Потенциальная энергия электрона в атоме Сплошные линии – отсутствие электрического поля Пунктирные линии – наличие электрического поля

Теории Хиппеля и Флериха Теория Чуенкова. Теории пробоя твердых диэлектриков вследствие ударной ионизации

Теории Хиппеля и Флериха Рис. 6. Зависимость приобретаемой и теряемой энергии электронами от его энергии

Теория Чуенкова.

Спасибо за внимание