Остаточные вопросы by Alex.BiT (987886), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Какой вид диэлектрических потерь характерен для всех без исключения диэлектриков? В связи с тем, что не существует идеальных диэлектриков общими для всех видов диэлектриков являются потери сквозной электропроводности. В «чистом» виде эти потери наблюдаются в неполярных диэлектриках.
Что собой представляют токи абсорбции в диэлектриках? Под токами абсорбции диэлектриков понимают токи, обусловленные различными видами замедленных (релаксационных) поляризаций. В электрических схемах замещения диэлектриков эти токи изображаются векторами, имеющими активную и реактивную составляющие. Абсорбционные токи при включении диэлектрика под постоянное напряжение уменьшаются со временем в простейшем случае по экспоненциальному закону. При наличии в диэлектрике нескольких типов релаксаторов природа абсорбционного тока может быть достаточно сложна вследствие суперпозиции токов, обусловленных различными релаксационными процессами. Анализ природы токов абсорбции диэлектриков позволяет судить о «качестве» диэлектрика или электрической изоляции различных устройств эл. технического назначения: эл. конденсаторов, эл. машин и др. При переменном напряжении абсорбционные токи протекают через диэлектрик в течение всего времени приложения напряжения.
Почему при подаче на диэлектрик постоянного электрического поля ток через диэлектрик уменьшается с течением времени приложения напряжения? При подаче на диэлектрик постоянного эл. напряжения ток через диэлектрик уменьшается вследствие протекания в начальный момент времени токов абсорбции замедленных поляризационных процессов, поэтому стандартные измерения удельных сопротивлений или удельного проводимости диэлектриков проводятся не ранее, чем через одну минуту после подачи на диэлектрик напряжения. Следует иметь в виду, что у некоторых диэлектриков с большими временами релаксации спад тока абсорбции может протекать длительное время (см. также 27).
Назовите основные типы носителей заряда в газообразных, жидких и твердых диэлектриках. К основным типам носителей заряда в диэлектриках можно отнести электроны и дырки, ионы, молионы, поляроны, солитоны. В газах и чистых жидкостях в области слабых электрических полей носителями заряда являются преимущественно ионы, в области сильных полей и электроны. В коллоидных растворах в переносе тока участвуют также молионы. В твердых диэлектриках процесс электропроводности обусловлен преимущественно ионами, для некоторых кристаллических диэлектриков характерна также и электронная (или дырочная) электропроводность. В некоторых кристаллических диэлектриках и полимерах возможна поляронная проводимость, а в некоторых фотопроводящих полимерах (преимущественно в полупроводниках) носителями заряда могут быть солитоны.
Какие типы дефектов оказывают наибольшее влияние на электропроводность ионных кристаллов? На электропроводность ионных кристаллов наибольшее влияние оказывают дефекты по Френкелю или по Шоттки. Наличие того или другого типа дефектов связано с химическим составом и строением диэлектрика. Например, кристаллы хлористого натрия или калия разупорядочены преимущественно по Шоттки. Тип разупорядочения может быть определен по температурным зависимостям вольт-амперных характеристик. В некоторых кристаллических диэлектриках существенное влияние на электропроводность оказывают центры окраски, наличие которых связывается с возникновением электронной проводимости.
Как определить энергию активации носителей заряда в диэлектрике, если известна опытная зависимость удельной проводимости диэлектрика от температуры? С учетом того, что удельная проводимость диэлектриков различных типов изменяется от температуры по экспоненциальному закону нахождение энергии активации носителей заряда сводится к построению графика зависимости логарифма удельной проводимости от обратной температуры. Такая зависимость в определенном температурном интервале аппроксимируется прямой (или ломаной прямой при различных типах носителй), наклон которой характеризует энергию активации носителей заряда.
Что может являться причиной перегиба в зависимости логарифма удельной проводимости диэлектрика от «обратной» температуры? Перегиб прямой, характеризующей зависимость логарифма удельной проводимости от обратной температуры, может обусловливаться различными причинами для диэлектриков с разным химическим составом, структурой, степенью чистоты, содержанием примесей и т.д. Обычно, в более низкотемпературной области процесс проводимости обусловлен примесными ионами, либо ионами одного знака, а в более высокотемпературной области с большей энергией активации, в процессе электропроводности участвуют ионы другого знака или ионы, принадлежащие собственной кристаллической решетке. В более высокотемпературной области носителями заряда могут быть электроны, если такой тип электропроводности характерен для данного типа диэлектрика. Причиной перегиба может быть и фазовый переход или другие факторы.
Что собой представляет полярон в ионном кристалле? Полярон это квазичастица, состоящая из квазисвободного электрона, локализованного на каком-либо ионе узла решетки вместе с поляризованным им ближайшим окружением (ионами). При перемещении такого электрона из одного узла решетки в другой вместе с ним перемещается и поляризованное им окружением. Различают поляроны малого и большого радиуса. Эффективная масса полярона больше эффективной массы электрона.
Что собой представляют солитоны и солитонная электропроводность в органических полимерах? Солитон это квазичастица, представляющая собой уединенную волну в нелинейной среде. Известно много типов солитонов, поэтому говорят о «многоликом» солитоне. В некоторых полимерах, состоящих из длинных цепей молекул с чередующимися одинарными и двойными химическими связями, может возникать нарушение в регулярности чередования одинарных и двойных связей. В месте соединения одинарных связей возникает дефект «кинк» или доменная стенка, разделяющая две фазы, которая может свободно перемещаться. Примером может являться полиацетилен, относящийся к транс- (СН)х полимерам. Такие полимеры являются полупроводниками. Для них характерна фотопроводимость.
Как влияют центры окраски на электропроводность кристаллов? Как известно, центры окраски возникают в нестехиометрических ионных кристаллах. Например, в кристаллах хлористого натрия при избытке металла возникает возможность захвата квазисвободного электрона на каком-либо катионе решетки образуется F-центр. При освещении такого кристалла часть квазисвободных электронов может переходить с основного на уровни возбужденных состояний и оттуда в результате теплового движения в зону проводимости. Поэтому при увеличении температуры удельная проводимость окрашенных кристаллов много больше неокрашенных.
Назовите основные механизмы переноса носителей заряда в тонких диэлектрических пленках. Основные механизмы переноса носителей заряда в тонких диэлектрических пленках: квантово-механическое туннелирование из одного электрода в другой; инжекция в зону проводимости (или валентную зону) с помощью термоэлектронной эмиссии или эмиссии Шоттки; туннелирование сквозь потенциальный барьер в диэлектрике под действием сильного электрического поля (автоэлектронная или холодная эмиссия); видоизменная проводимость под действием решеточного рассеяния; процесс захвата носителей на ловушки; туннелирование через ловушки; прыжковая проводимость через ловушки.
В чем проявляется учет влияния электрических сил изображения на величине плотности тока через тонкую диэлектрическую пленку? Силы электрического изображения могут оказывать значительное влияние на величину и форму потенциального барьера. При учёте сил электрического изображения потенциальный барьер между электродами аппроксимируется параболой.
При каких условиях наблюдается тепловой пробой твердых диэлектриков? Тепловой пробой твердых диэлектриков будет наблюдаться, когда тепловыделение внутри диэлектрика превысит теплоотдачу в окружающую среду, причем при увеличении температуры разница между тепловыделением и теплоотдачей должна увеличивается после достижения точки теплового равновесия.
Будет ли наблюдаться тепловой пробой диэлектрика, если в процессе увеличения температуры окружающей среды тепловыделение в диэлектрике превышает теплоотдачу в окружающую среду, но разница между ними уменьшается при увеличении температуры? Пробоя в этом случае не будет, т.к. при повышении температуры из-за уменьшении разницы между тепловыделением и теплоотдачей диэлектрика в окружающую среду, диэлектрик придет в состояние теплового равновесия, т.е. тепловыделение будет равно теплоотдаче.
Что собой представляет явление «самовосстановления» твердого диэлектрика при пробое его в тонких слоях? Эффект самовосстановления связан с выгоранием локальных участков металлических электродов, если их толщина не превышает 0,1-0,3 мкм. Закорачивания электродов при этом не происходит, и в ряде случаев образец может выдержать до полного выхода из строя 103-107 циклов пробоя. Точное значение пробивного напряжения при эффекте самовосстановления можно определить лишь после статистической обработки полученных результатов.
Какие условия положены в основу тепловой теории пробоя тонких диэлектрических пленок по клейну? В основу тепловой теории пробоя тонких диэлектрических пленок Клейна положено условие экспоненциального изменения проводимости от температуры и напряженности электрического поля, что характерно для многих типов диэлектриков, например для моноокиси кремния.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
