擊穿電壓
編輯對于二極管,擊穿電壓是使二極管明顯反向傳導的最小反向電壓。一些器件(如TRIAC)也有正向擊穿電壓。
電擊穿
編輯材料通常根據其電阻率分為導體或絕緣體。導體是一種物質,其中包含許多稱為電荷載流子的可移動帶電粒子,這些粒子可以在材料內部自由移動。的電場是通過施加在材料上的不同側電觸點之間的電壓差穿過一塊材料的創建。場力導致材料內的電荷載流子移動,從而產生從正極觸點到負極觸點的電流。例如,在金屬中,一個或多個帶負電的電子在每個原子中,稱為傳導電子的電子可以在晶格中自由移動。電場會導致大電流流動,因此金屬具有低電阻率,使其成為良導體。相比之下,在塑料和陶瓷等材料中,所有電子都與原子緊密結合,因此在正常條件下,材料中幾乎沒有可移動的電荷載流子。施加電壓只會導致非常小的電流流動,從而使材料具有非常高的電阻率,這些被歸類為絕緣體。
但是,如果施加足夠強的電場,則所有絕緣體都會變成導體。如果增加施加在一塊絕緣體上的電壓,在一定的電場下,材料中的電荷載流子數量急劇增加,其電阻率下降,從而導致強電流流過。這稱為電擊穿。當電場變得足夠強以從材料分子中拉出電子,使它們電離時,就會發生擊穿。釋放的電子被場加速并撞擊其他原子,在鏈式反應中產生更多的自由電子和離子,使帶電粒子充滿材料。這發生在每種材料的特征電場強度下,測量單位為伏特每厘米,稱為其介電強度。
當在一塊絕緣體上施加電壓時,每個點的電場等于梯度的電壓。由于物體的形狀或成分的局部變化,電壓梯度可能在物體上的不同點發生變化。當電場首先超過物體某些區域中材料的介電強度時,就會發生電擊穿。一旦一個區域擊穿并變得導電,該區域幾乎沒有電壓降,并且在絕緣體的剩余長度上施加全電壓,導致更高的梯度和電場,導致絕緣體中的其他區域擊穿。擊穿在穿過絕緣體的導電路徑中迅速傳播,直到它從正極接觸延伸到負極接觸。發生這種情況的電壓稱為該物體的擊穿電壓。擊穿電壓隨材料成分、物體的形狀和電觸點之間材料的長度而變化。
固體
編輯擊穿電壓是絕緣體的一個特性,它定義了在絕緣體導電之前可以施加在材料上的xxx電壓差。在固體絕緣材料中,這通常通過突然的電流產生xxx性的分子或物理變化,從而在材料內形成弱化路徑。在某些類型的燈中發現的稀薄氣體中,擊穿電壓有時也稱為觸發電壓。
材料的擊穿電壓不是一個確定的值,因為它是一種失效形式,材料在給定電壓下是否失效是有統計概率的。當給定值時,通常是大樣品的平均擊穿電壓。另一個術語也是耐受電壓,其中在給定電壓下失效的概率非常低,因此在設計絕緣時考慮到材料在該電壓下不會失效。
材料的兩種不同擊穿電壓測量值是交流擊穿電壓和脈沖擊穿電壓。交流電壓是市電的線路頻率。脈沖擊穿電壓模擬雷擊,通常使用1.2微秒的上升使電波達到90%的幅度,然后在50微秒后回落到50%的幅度。
管理執行這些測試的兩個技術標準是由ASTM發布的ASTMD1816和ASTMD3300。
氣體和真空
編輯在大氣壓下的標準條件下,空氣用作優異的絕緣體,需要3.0千伏的顯著電壓的施加/前打破(例如,毫米閃電或火花穿過的板電容器,或一個的電極火花塞).在部分真空中,這種擊穿電位可能會降低到一定程度,即具有不同電位的兩個未絕緣表面可能會引起周圍氣體的電擊穿。這可能會損壞設備,因為故障類似于短路。
在氣體中,擊穿電壓可以由帕邢定律確定。
二極管和其他半導體
編輯擊穿電壓是二極管的一個參數,它定義了可以施加的xxx反向電壓,而不會導致二極管中的漏電流呈指數增長。超過二極管的擊穿電壓本身并不具有破壞性;雖然,超過其目前的能力將是。事實上,齊納二極管本質上只是重摻雜的普通二極管,它們利用二極管的擊穿電壓來調節電壓電平。
整流二極管(半導體或電子管/閥門)可能有多個額定電壓,例如二極管兩端的峰值反向電壓(PIV),以及整流電路的xxxRMS輸入電壓(會小得多)。
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