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电容器介质的击穿机理



  在电场作用下,由电极发射进入介质的电荷载流子(电子或空穴),被介质中的陷阱带所俘获,成为陷阱电荷。介质在高场强下出现带电现象,介质中空间电荷的形成,与陷阱电荷的产生密切相关。介质中的空间电荷效应,限制了电容器的使用寿命,也限制了电容器向更高场强和更高储能密度发展。在电场注入载流子的过程中,自由载流子与陷阱电荷碰撞,发生碰撞电离退陷阱化。如果碰撞电离足够强烈,以至于移走材料结构中的束缚电荷 ,导致结构的破坏 ,这时就可引发介质击穿。碰撞电离退陷阱化可作为介质击穿的先导。根据碰撞电离退陷阱化理论,碰撞电离退陷阱化系数与自由电荷数目和放电速度有关,自由电荷数目越多,放电速度越快,碰撞电离退陷阱化也越剧烈。
 
  高储能密度脉冲电容器在高电场下工作 ,因此在充电阶段进入介质的载流子就比较多。这种电容器的放电速度非常快 ,因此在介质中的碰撞电离就很剧烈。根据碰撞电离退陷阱化理论 ,应减少由电极发射的进入介质的载流子的数目 ,从而提高脉冲电容器的使用场强 ,提高脉冲电容器的储能密度。

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