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击穿电压 编辑

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击穿电压

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绝缘体击穿电压是使绝缘体的一部分变为导电的最小电压。

对于二极管,击穿电压是使二极管明显反向传导的最小反向电压。一些器件(如TRIAC)也有正向击穿电压。

电击穿

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材料通常根据其电阻率分为导体或绝缘体。导体是一种物质,其中包含许多称为电荷载流子的可移动带电粒子,这些粒子可以在材料内部自由移动。的电场是通过施加在材料上的不同侧电触点之间的电压差穿过一块材料的创建。场力导致材料内的电荷载流子移动,从而产生从正极触点到负极触点的电流。例如,在金属中,一个或多个带负电的电子在每个原子中,称为传导电子的电子可以在晶格中自由移动。电场会导致大电流流动,因此金属具有低电阻率,使其成为良导体。相比之下,在塑料陶瓷等材料中,所有电子都与原子紧密结合,因此在正常条件下,材料中几乎没有可移动的电荷载流子。施加电压只会导致非常小的电流流动,从而使材料具有非常高的电阻率,这些被归类为绝缘体。

但是,如果施加足够强的电场,则所有绝缘体都会变成导体。如果增加施加在一块绝缘体上的电压,在一定的电场下,材料中的电荷载流子数量急剧增加,其电阻率下降,从而导致强电流流过。这称为电击穿。当电场变得足够强以从材料分子中拉出电子,使它们电离时,就会发生击穿。释放的电子被场加速并撞击其他原子,在链式反应中产生更多的自由电子和离子,使带电粒子充满材料。这发生在每种材料的特征电场强度下,测量单位为伏特每厘米,称为其介电强度。

当在一块绝缘体上施加电压时,每个点的电场等于梯度的电压。由于物体的形状或成分的局部变化,电压梯度可能在物体上的不同点发生变化。当电场首先超过物体某些区域中材料的介电强度时,就会发生电击穿。一旦一个区域击穿并变得导电,该区域几乎没有电压降,并且在绝缘体的剩余长度上施加全电压,导致更高的梯度和电场,导致绝缘体中的其他区域击穿。击穿在穿过绝缘体的导电路径中迅速传播,直到它从正极接触延伸到负极接触。发生这种情况的电压称为该物体的击穿电压。击穿电压随材料成分、物体的形状和电触点之间材料的长度而变化。

固体

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击穿电压是绝缘体的一个特性,它定义了在绝缘体导电之前可以施加在材料上的xxx电压差。在固体绝缘材料中,这通常通过突然的电流产生xxx性的分子或物理变化,从而在材料内形成弱化路径。在某些类型的发现的稀薄气体中,击穿电压有时也称为触发电压。

材料的击穿电压不是一个确定的值,因为它是一种失效形式,材料在给定电压下是否失效是有统计概率的。当给定值时,通常是大样品的平均击穿电压。另一个术语也是耐受电压,其中在给定电压下失效的概率非常低,因此在设计绝缘时考虑到材料在该电压下不会失效。

材料的两种不同击穿电压测量值是交流击穿电压和脉冲击穿电压。交流电压是市电的线路频率。脉冲击穿电压模拟雷击,通常使用1.2微秒的上升使电波达到90%的幅度,然后在50微秒后回落到50%的幅度。

管理执行这些测试的两个技术标准是由ASTM发布的ASTMD1816和ASTMD3300。

气体和真空

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在大气压下的标准条件下,空气用作优异的绝缘体,需要3.0千伏的显著电压的施加/前打破(例如,毫米闪电或火花穿过的板电容器,或一个的电极火花塞).在部分真空中,这种击穿电位可能会降低到一定程度,即具有不同电位的两个未绝缘表面可能会引起周围气体的电击穿。这可能会损坏设备,因为故障类似于短路。

击穿电压

在气体中,击穿电压可以由帕邢定律确定。

二极管和其他半导体

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击穿电压是二极管的一个参数,它定义了可以施加的xxx反向电压,而不会导致二极管中的漏电流呈指数增长。超过二极管的击穿电压本身并不具有破坏性;虽然,超过其目前的能力将是。事实上,齐纳二极管本质上只是重掺杂的普通二极管,它们利用二极管的击穿电压来调节电压电平。

整流二极管(半导体或电子管/阀门)可能有多个额定电压,例如二极管两端的峰值反向电压(PIV),以及整流电路的xxxRMS输入电压(会小得多)。


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