Az elektromos jellemzőktől függően az anyagokat vezetőknek, Félvezetők és szigetelők. A vezetők olyan anyagok, amelyek könnyen vezetik az áramot. Ezzel szemben azokat az anyagokat, amelyek semmilyen áramot nem tudnak vezetni, a szigetelők kategóriájába sorolják. A félvezető anyagok jellemzői a vezetők és a szigetelők között helyezkednek el. A szigetelőkkel végzett munka során a kutatók megfigyelték, hogy a szigetelő anyag vezetőként viselkedhet, ha bizonyos mennyiségű áramot alkalmaznak rájuk. Ezt a jelenséget nevezték meg lebontásnak, és a minimális feszültség, amelynél ez bekövetkezik, megszakító feszültség néven ismert. Ezek a feszültségszintek különböző anyagoknál eltérőek, és fizikai tulajdonságaiktól is függenek.
Mi az a megszakítási feszültség?
A törésfeszültség a szigetelőanyagokra jellemző. Azt a minimális feszültségszintet, amelynél a szigetelő vezetőként viselkedik és áramot vezet, „meghibásodási feszültségnek” nevezzük. Az anyag dielektromos szilárdságának is nevezik.
Vezetése elektromosság csak akkor lehetséges, ha mobil elektromos töltések vannak az anyagokban. A szigetelők nem vezethetnek áramot, mert nincsenek bennük ingyenes mobil elektromos töltések. Ha a szigetelőn potenciálkülönbséget alkalmaznak, az nem vezet áramot.
Amikor az alkalmazott potenciálkülönbség értéke bizonyos szinteken túl nő, néhány elektronpár megszakad, és az anyagban megindul az ionizációs folyamat. Ez szabad mozgó elektronok képződéséhez vezet. Ezek a mobil díjak a pozitív és a negatív vég felé mozognak, ami az áram áramlását okozza.
Így a szigetelő elkezd vezetni áramot, és vezetőként viselkedik. Ezt a folyamatot az anyag elektromos lebontásának nevezik, és a legkisebb feszültség, amelynél ez a jelenség elindul, az „anyag lebontási feszültsége” néven ismert. Ez a feszültségszint a különböző anyagtípusoknál változik az anyagösszetételtől, alakjától, méretétől és az elektromos érintkezők közötti anyaghossztól függően. A gyártók által megadott anyag bontási feszültségének értéke általában az átlagos megszakítási feszültség értéke.
Diódabontási feszültség
A diódák a félvezetők és elektromos tulajdonságaik a vezetők és a szigetelők között helyezkednek el. A PN csatlakozási dióda P-típusú és N-típusú anyag felhasználásával képződik. A PN csatlakozási diódák sávszélességet tartalmaznak, amelyen keresztül a töltéshordozók cseréje zajlik. Ha előre irányított előfeszítést alkalmazunk, az áram előre halad, és vezetés megy végbe. Ha fordított torzítást alkalmazunk, akkor nem szabad vezetni. De a kisebbségi töltéshordozók jelenléte miatt egy kis fordított áram folyik át a szivárgási áram néven ismert diódán.
A hátramenet áramlásának köszönhetően a csatlakozási sor szélessége megnő. Amikor ezt az alkalmazott fordított előfeszítési feszültséget egy bizonyos ponton fokozatosan növeljük, a fordított áram gyors növekedése figyelhető meg. Ezt Junction bontásnak nevezik. A megfelelő alkalmazott fordított feszültség ezen a ponton néven ismert A PN csatlakozási dióda megszakító feszültsége . Ez más néven Fordított meghibásodás .
Reverse-Biased-PN-Junction-Diod
A dióda megszakítási feszültségének meghatározásához elengedhetetlen tényező doppingkoncentrációja. Ennek a feszültségszintnek a túllépése a dióda szivárgási áramának exponenciális növekedését okozza. A dióda meghibásodásakor túlmelegedés figyelhető meg. Tehát, ha fordított feszültséggel működik, hűtőbordákat és külső ellenállásokat használnak.
A Zener dióda bontási feszültsége
A Zener diódákat alapvető építőelemként használják elektronikus áramkörök . Népszerűen használják az elektronikus áramkörök referenciafeszültségének biztosítására. Úgy tervezték, hogy a dióda bontási régióiban működjenek.
A Zener diódák erősen diódák, amelyek megbízhatóan működhetnek a fordított torzítású régiókban. Itt a bontás a Zener-effektus miatt történik. A Zener-effektusban, amikor a fordított torzítású elektromos mező P-N dióda megnövekszik, a vegyértékű elektronok alagutazódnak a vezetősávba. Ez a kisebbségi töltéshordozók növekedéséhez vezet, ezzel növelve a fordított áramot. Ezt a jelenséget Zener-effektusnak nevezik, és a legkisebb feszültség, amelynél ez a jelenség elindul Zener bontás feszültség.
Lavina bontása
Enyhén adalékolt diódák lebomlása az Avalanche-effektus miatt következik be. Itt az Avalanche-effektusban, amikor a diódát fordított előfeszítéssel működtetjük a megnövekedett elektromos bejelentés miatt, a kisebbségi töltéshordozók kinetikus energiát nyernek és ütköznek az elektron-lyuk párokkal, ezáltal megszakítják kovalens kötésüket és új mobil töltéshordozókat hoznak létre. A kisebbségi töltéshordozók számának ez a növekedése a fordított áram növekedéséhez vezet, amely meghibásodást okoz. Itt a megszakítási feszültség néven ismert Lavina meghibásodási feszültsége .
Bontás-Zener-diódában
A általánosan elérhető bontási feszültség zener dióda 1,2 V és 200 V között változik. A Zener dióda szabályozott meghibásodást mutat, és nem igényel semmilyen külső áramkört az áram korlátozásához. A lavina felbomlásával járó dióda V-I jellemzői fokozatosan növekednek, míg a Zener lebomlású dióda esetében a V-I jellemzői élesek.
Szilárd anyagok, folyadékok és gázok lebontása
A szilárd anyagok mellett sok gáz és folyadék is rendelkezik szigetelő tulajdonságokkal, és lebomlási jelenségeken is átesik. A szilícium minimális dielektromos szilárdsága szobahőmérsékleten az alábbi képlet segítségével számítható ki.
ebr| = (12 × 105.) / (3 log (N / 1016.)) V / cm
A levegő a szokásos légköri nyomáson is szigetelőként működik. A bontás akkor következik be, amikor a feszültség meghaladja a 3,0 kv / mm-t. A gázok bomlási feszültségei a következőképpen számíthatók: Paschen törvénye . Részleges vákuumban a a levegő bontási feszültsége csökken. Amikor a levegő átesik villámcsapáson, szikra keletkezik. Ezeket a feszültségeket sztrájkoló feszültségeknek is nevezik.
A a transzformátorolaj megszakítási feszültsége dielektromos erősségként is ismert. Ez az a feszültségérték, amelynél szikrákat észlelnek két elektróda között, amelyeket rés választ el egymástól és elmerül a transzformátorolajban. Ha nedvesség vagy más vezető anyag van jelen az olajban, akkor a törési feszültségek alacsonyabb értékei figyelhetők meg. Az ideális transzformátorolaj minimális dielektromos szilárdsága 30KV.
A meghibásodás az áramot vezető kábelekben is megfigyelhető. A kábel megszakítási feszültsége a körülötte lévő nedvesség jelenlététől, a feszültség alkalmazásának idejétől és a kábelek működési hőmérsékletétől függ. Mi a minimális megszakítási feszültsége Zener dióda ?
