Материаловедение и материалы электронных средств. Фролова Т.Н. - 17 стр.

UptoLike

Составители: 

17
Пироэлектрики, вектор поляризованности которых может переори-
ентироваться под действием внешнего электрического поля, являются сег-
нетоэлектриками.
Электропроводность диэлектриков. В общем случае ток в диэлек-
трике
сквабссм
IIII ++= , (2.13)
где I
см
ток смещения, I
абс
ток абсорбции, I
скв
ток сквозной проводимо-
сти. Кратковременный ток смещения обусловлен быстрыми видами поля-
ризации (электронным, ионным). Ток абсорбции обусловлен активными
составляющими токов, связанных с замедленными (релаксационными) ме-
ханизмами поляризации в полярных и неоднородных диэлектриках. Время
протекания тока абсорбции зависит от типа диэлектрика и механизма по-
ляризации. Во многих диэлектриках, используемых в качестве
электриче-
ской изоляции, ток абсорбции устанавливается за время меньше 1 минуты.
При постоянном напряжении после установления тока абсорбции через
диэлектрик будет протекать ток сквозной проводимости.
Для твердых диэлектриков наиболее характерна ионная электропро-
водность. Для многих ионных кристаллов удельная электропроводность
экспоненциально зависит от температуры
()
kTWnq
a
/exp
0
γ
=μ=
γ
, (2.14)
где qзаряд иона, Кл; nконцентрация ионов, м
-3
; μподвижность носи-
телей заряда, м
2
·В
-1
·с
-1
; γ
0
константа, Ом
-1
·м
-1
; W
a
= W/2 + v, W = W
f
или
W = W
s
энергия образования дефектов Френкеля или Шоттки в зависимо-
сти от типа дефектов, Дж; vэнергия активации перемещения ионов, Дж;
k = 1,38·10
-23
Дж·К
-1
постоянная Больцмана; Tтемпература, К.
В низкотемпературной области проводимость в основном определя-
ется примесными ионами, в высокотемпературной областисобственны-
ми ионами.
Поверхностное сопротивление твердого диэлектрика зависит от при-
роды диэлектрика, температуры, влажности, приложенного напряжения и
характеризуется удельным поверхностным сопротивлением ρ
s
, Ом.
Поверхностное сопротивление диэлектрика
b
l
R
ss
ρ= , (2.15)
где lрасстояние между электродами, м; bширина электрода, м.
      Пироэлектрики, вектор поляризованности которых может переори-
ентироваться под действием внешнего электрического поля, являются сег-
нетоэлектриками.
      Электропроводность диэлектриков. В общем случае ток в диэлек-
трике
                          I = I см + I абс + I скв ,            (2.13)
где Iсм – ток смещения, Iабс – ток абсорбции, Iскв – ток сквозной проводимо-
сти. Кратковременный ток смещения обусловлен быстрыми видами поля-
ризации (электронным, ионным). Ток абсорбции обусловлен активными
составляющими токов, связанных с замедленными (релаксационными) ме-
ханизмами поляризации в полярных и неоднородных диэлектриках. Время
протекания тока абсорбции зависит от типа диэлектрика и механизма по-
ляризации. Во многих диэлектриках, используемых в качестве электриче-
ской изоляции, ток абсорбции устанавливается за время меньше 1 минуты.
При постоянном напряжении после установления тока абсорбции через
диэлектрик будет протекать ток сквозной проводимости.
       Для твердых диэлектриков наиболее характерна ионная электропро-
водность. Для многих ионных кристаллов удельная электропроводность
экспоненциально зависит от температуры
                         γ = q n μ = γ 0 exp(− Wa / kT ) ,             (2.14)
где q – заряд иона, Кл; n – концентрация ионов, м-3; μ – подвижность носи-
телей заряда, м2·В-1·с-1; γ0 – константа, Ом-1·м-1; Wa = W/2 + v, W = Wf или
W = Ws – энергия образования дефектов Френкеля или Шоттки в зависимо-
сти от типа дефектов, Дж; v – энергия активации перемещения ионов, Дж;
k = 1,38·10-23 Дж·К-1 – постоянная Больцмана; T – температура, К.
       В низкотемпературной области проводимость в основном определя-
ется примесными ионами, в высокотемпературной области – собственны-
ми ионами.
       Поверхностное сопротивление твердого диэлектрика зависит от при-
роды диэлектрика, температуры, влажности, приложенного напряжения и
характеризуется удельным поверхностным сопротивлением ρs, Ом.
       Поверхностное сопротивление диэлектрика
                                           l
                                   Rs = ρ s ,                          (2.15)
                                           b
где l – расстояние между электродами, м; b – ширина электрода, м.




                                     17