Тепловой пробой, электротепловой пробой - резкое увеличение электропроводности диэлектрика (или
полупроводника) при прохождении через него электрич. тока, обусловленное джоулевым
разогревом (см. Джоулевы потери)и нарушением теплового равновесия образца
с окружающей средой. В теоретич. отношении Т. п. имеет много общего с тепловым
взрывом .Необходимым условием Т. п. является резкое (обычно экспоненциальное)
возрастание проводимости s с ростом температуры Т. Незначительная в
первый момент (при комнатной температуре) проводимость вследствие выделения джоулева
тепла приводит к небольшому повышению температуры, вследствие чего проводимость
увеличивается; это, в свою очередь, приводит к дальнейшему повышению температуры
и т. д., т. е. проводимость и температура взаимно "раскачивают" друг
друга. В связи с тем, что коэф. теплоотдачи зависит от Т слабее (обычно
линейно), существует нек-рое критич. значение электрич. поля Екр(э
л е к т р и ч е с к а я п р о ч н о с т ь), при превышении к-рого стационарное
тепловое состояние образца оказывается невозможным (ур-ние теплового баланса
не имеет стационарного решения). В этом случае темп-pa со временем лавинообразно
нарастает и, в конечном счёте, происходит плавление или иное разрушение образца.
Если в цепи образца есть
гасящее сопротивление, то разрушение может не произойти: в этом случае происходит
перераспределение приложенного напряжения, в результате чего вольт-амперная
характеристика (ВАX) оказывается S-образной. При критич.
напряжении ток и температура претерпевают скачок. При уменьшении напряжения скачок
в обратном направлении происходит не при том же, а при меньшем критич. значении,
т. е. имеет место гистерезис S,-образный характер ВАX
может привести к неоднородности распределения плотности тока j по сечению
проводника (шнурование тока).
От лавинного пробоя, обусловленного
"умножением" числа свободных носителей заряда, Т. п. отличают гораздо
большее время нарастания тока (10-2 -103 с), сильная зависимость
электрич. прочности от размеров и формы образца, температуры окружающей среды, условий
теплоотдачи.
Наряду со статич. Т. п. возможен о п т и ч е с к и й Т. п. в условиях, когда с ростом температуры быстро возрастает коэф. поглощения эл--магн. волн. Такие условия возможны при поглощении ИК-излучения свободными носителями, при температурном сдвиге линии экситонного поглощения и т. д. Оптич. Т. п. является одним из возможных механизмов оптической бистабильности.
|
|
 |
