Курсовая работа по дисциплине: «Физика полупроводников и диэлектриков» на тему: «Диэлектрические потери. Диэлектрическая перфорация, механизмы диэлектрической перфорации»

Разделив выражение (2.5) на (2.6), получим

.

(2.7)

Подставляя (2.7) в (2.6) и решая его относительно , имеем:

,

(2.8)

где – числовой коэффициент, равный , если все величины, имеющие размерности, выражены в единицах СИ.
Полученное выражение показывает, что напряжение теплового пробоя будет выше, если условия теплоотвода лучше ( больше), а диэлектрик толще; оно будет меньше при высоких частотах, больших значениях коэффициента диэлектрических потерь и температурного коэффициента тангенса угла потерь .
Если перегрев диэлектрика обусловлен только потерями на электропроводность, то выражение (2.8) с помощью (2.7) можно привести к виду:

,

где ; – температурный коэффициент удельной проводимости.
Пояснение к расчету пробивного напряжения при тепловом пробое
При значении приложенного напряжения прямая теплопередачи является секущей кривой тепловыделения, а следовательно, диэлектрик нагреется до температуры , при которой наступит состояние устойчивого теплового равновесия, так как мощность тепловыделения равна мощности, отводимой от образца. Если бы по каким-то причинам температура хотя бы немного превысила значение , то ординаты отводимой мощности были бы больше ординат тепловыделения и образец самопроизвольно должен был бы возвратиться в устойчивое состояние при температуре . (Считаем, что никаких внешних источников радиации, способных повысить температуру образца выше , нет). Напряжение будет не опасным для образца диэлектрика в данных условиях, если нагрев до температуры  не приведет к механическому или химическому разрушению структуры материала. Поэтому начнем увеличивать напряжение и доведем его до такого значения , при котором прямая теплопередачи окажется касательной к кривой тепловыделения, и, следовательно, будет только неустойчивое тепловое равновесие при температуре . При значении приложенного напряжения , большем , никакого теплового равновесия не будет, температура станет нарастать безгранично до разрушения диэлектрика. Таким образом, напряжение , при котором имеет место неустойчивый граничный режим, может быть принято за напряжение теплового пробоя . Его можно определить по двум условиям:

(2.3)

и

.

(2.4)

Условие (2.4) справедливо только для граничного режима, тогда как условие (2.3) выполняется для всех случаев устойчивой работы диэлектрика под напряжением.
Используя (2.1) – (2.4), имеем:

,	(2.5)
.	(2.6)