Atsižvelgiant į jų elektrines charakteristikas, medžiagos skirstomos į laidininkus, Puslaidininkiai ir izoliatoriai. Laidininkai yra medžiagos, kurios gali lengvai praleisti elektrą. Priešingai, medžiagos, kurios negali praleisti elektros energijos, priskiriamos izoliatoriams. Puslaidininkinių medžiagų charakteristikos yra tarp laidininkų ir izoliatorių. Dirbdami su izoliatoriais, mokslininkai pastebėjo, kad izoliatoriaus medžiagą galima priversti elgtis kaip laidininką, kai jiems naudojama tam tikra elektros energija. Šis reiškinys buvo pavadintas Sugedimas, o minimali įtampa, kuriai esant tai įvyksta, vadinama sugedimo įtampa. Šie įtampos lygiai skiriasi skirtingoms medžiagoms, taip pat priklauso nuo jų fizinių savybių.
Kas yra gedimo įtampa?
Skilimo įtampa yra būdinga izoliatoriaus medžiagoms. Mažiausias įtampos lygis, kai izoliatorius pradeda veikti kaip laidininkas ir praleidžia elektrą, yra žinomas kaip „sugedimo įtampa“. Jis taip pat žinomas kaip medžiagos dielektrinė jėga.
Dirigavimas elektros įmanoma tik tada, kai medžiagose yra mobiliųjų elektros krūvių. Izoliatoriai negali praleisti elektros energijos, nes juose nėra nemokamų mobiliųjų elektros krūvių. Kai izoliatoriui taikomas potencialų skirtumas, jis neveikia elektros energijos.
Padidinus taikomo potencialo skirtumo vertę, viršijant tam tikrus lygius, kai kurios elektronų poros nutrūksta ir medžiagoje prasideda jonizacijos procesas. Tai veda prie laisvųjų judriųjų elektronų susidarymo. Šie mobiliojo ryšio mokesčiai pradeda judėti nuo teigiamo galo link neigiamo galo, sukeldami elektros energijos srautus.
Taigi izoliatorius pradeda vesti elektrą ir elgiasi kaip laidininkas. Šis procesas yra žinomas kaip elektrinis medžiagos suskaidymas, o minimali įtampa, nuo kurios prasideda šis reiškinys, yra žinoma kaip „medžiagos sugedimo įtampa“. Šis įtampos lygis įvairioms medžiagoms skiriasi priklausomai nuo medžiagos sudėties, formos, dydžio ir ilgio tarp elektrinių kontaktų. Gamintojų pateikta medžiagos gedimo įtampos vertė paprastai yra vidutinė gedimo įtampos vertė.
Diodų gedimo įtampa
Diodai yra puslaidininkiai o jų elektrinės savybės yra tarp laidininkų ir izoliatorių. A PN jungties diodas yra suformuotas naudojant P ir N tipo medžiagas. PN jungties dioduose yra juostos tarpas, per kurį vyksta apsikeitimo krūvininkų mainai. Taikant priekinį poslinkį, srovė teka į priekį ir vyksta laidumas. Taikant atvirkštinį šališkumą, laidumas neturėtų vykti. Bet dėl mažumų krūvininkų buvimo maža atvirkštinė srovė teka per diodą, vadinamą nuotėkio srove.
Dėl atbulinės srovės srauto padidėja sankryžos barjero plotis. Kai ši taikoma atvirkštinio poslinkio įtampa tam tikru momentu didinama palaipsniui, galima pastebėti greitą atvirkštinės srovės padidėjimą. Tai vadinama jungties suskirstymu. Atitinkama atvirkštinė įtampa šiame taške yra žinoma kaip PN jungties diodo gedimo įtampa . Tai taip pat žinoma kaip Atvirkštinė gedimo įtampa .
Atvirkštinis-šališkas-PN-jungties-diodas
Esminis veiksnys nustatant diodo skilimo įtampą yra jo dopingo koncentracija. Viršijus šį įtampos lygį, eksponentiškai padidėja diodo nuotėkio srovė. Kai diodas sugenda, galima pastebėti perkaitimą. Taigi, dirbant su atvirkštine įtampa, naudojamos šilumos kriauklės ir išoriniai rezistoriai.
„Zener“ diodo gedimo įtampa
Zenerio diodai naudojami kaip pagrindiniai statybiniai elementai elektroninės grandinės . Jie yra populiarūs elektroninių grandinių etaloninei įtampai užtikrinti. Jie skirti dirbti diodo skilimo regionuose.
„Zener“ diodai yra labai diodai, kurie gali patikimai veikti atvirkščiai įstrižuose regionuose. Čia suskaidymas vyksta dėl Zenerio efekto. Zenerio efekte, kai elektrinis laukas yra atvirkštinis P-N diodas padidėja, vyksta valentinių elektronų tuneliavimas į laidumo juostą. Tai lemia mažumų krūvininkų padidėjimą ir padidina atvirkštinę srovę. Šis reiškinys yra žinomas kaip „Zener“ efektas, o minimali įtampa, nuo kurios prasideda šis reiškinys, yra žinoma kaip „Zener“ suskirstymas Įtampa.
Lavinų suskirstymas
Lengvai leistais diodais skilimas vyksta dėl lavinos efekto. Čia lavinos efekte, kai dėl padidėjusio elektrinio padavimo diodas veikia atvirkščiai, mažesnieji krūvininkai įgyja kinetinę energiją ir susiduria su elektronų-skylių poromis, taip nutraukdami jų kovalentinį ryšį ir sukurdami naujus judriojo krūvio nešiklius. Šis mažumų mokesčio nešėjų skaičiaus padidėjimas padidina atvirkštinę srovę ir sukelia gedimą. Čia gedimo įtampa yra žinoma kaip Griūties griūties įtampa .
Sugedimas „Zenerio“ diode
Dažniausiai prieinamos gedimo įtampos „Zener“ diodas kinta nuo 1,2 V iki 200 V. „Zener“ diodas yra valdomas gedimas ir jam nereikia jokių išorinių grandinių, kad apribotų srovę. Diodo su griuvimo griuvimu V-I charakteristikos palaipsniui didėja, o diodui su „Zener“ suskaidymu V-I charakteristikos yra ryškios.
Kietųjų medžiagų, skysčių ir dujų suskirstymas
Be kietųjų medžiagų, daugybė dujų ir skysčių taip pat turi izoliatorių savybių, be to, pastebima, kad jie gali suskaidyti. Mažiausias silicio dielektrinis stipris kambario temperatūroje gali būti apskaičiuojamas pagal šią formulę.
ebr| = (12 × 105) / (3 žurnalai (N / 1016)) V / cm
Oras taip pat veikia kaip izoliatorius esant standartinėms atmosferos slėgio sąlygoms. Tai suskaidoma, kai įtampa padidėja virš 3,0kv / mm. Dujų skilimo įtampą galima apskaičiuoti naudojant Pascheno įstatymas . Dalinio vakuumo sąlygomis oro suskaidymo įtampa mažėja. Kai ore vyksta žaibiški žaibai, atsiranda kibirkštis. Šios įtampos taip pat žinomos kaip ryškios įtampos.
transformatoriaus alyvos gedimo įtampa taip pat žinomas kaip tai dielektrinė jėga. Tai įtampos vertė, kuriai esant pastebimi kibirkštys tarp dviejų elektrodų, kuriuos skiria tarpas ir panardinama į transformatoriaus alyvą. Kai alyvoje yra drėgmės ar kitų laidžių medžiagų, pastebimos mažesnės gedimo įtampos vertės. Mažiausias idealios transformatorinės alyvos dielektrinis stipris yra 30KV.
Taip pat galima pastebėti kabelius, kurie perduoda srovę. Kabelio gedimo įtampa priklauso nuo drėgmės buvimo aplink ją, įtampos veikimo laiko ir kabelių darbo temperatūros. Kokia yra mažiausia a gedimo įtampa Zenerio diodas ?
