Bergantung pada ciri elektriknya, bahan dikategorikan sebagai Konduktor, Semikonduktor , dan Penebat. Konduktor adalah bahan yang dapat mengalirkan elektrik dengan mudah. Sebaliknya, bahan yang tidak dapat mengalirkan elektrik dikategorikan sebagai Penebat. Ciri-ciri bahan semikonduktor terletak di antara konduktor dan penebat. Semasa bekerja dengan penebat, para penyelidik telah memperhatikan bahawa bahan penebat dapat dibuat untuk berperilaku sebagai konduktor ketika sejumlah elektrik digunakan pada mereka. Fenomena ini dinamakan Breakdown, dan voltan minimum di mana ini berlaku dikenali sebagai Breakdown Voltage. Tahap voltan ini berbeza untuk bahan yang berbeza dan juga bergantung pada sifat fizikalnya.
Apakah voltan kerosakan?
Breakdown Voltage adalah ciri bahan penebat. Tahap voltan minimum di mana penebat mula berkelakuan sebagai konduktor dan mengalirkan elektrik dikenali sebagai 'Breakdown Voltage.' Ia juga dikenali sebagai Kekuatan Dielektrik bahan.
Pengaliran elektrik hanya boleh dilakukan apabila terdapat cas elektrik mudah alih dalam bahan tersebut. Penebat tidak boleh mengalirkan elektrik kerana tidak ada cas elektrik mudah alih percuma di dalamnya. Apabila perbezaan potensi berlaku di seluruh penebat, ia tidak akan mengeluarkan elektrik.
Apabila nilai perbezaan potensi yang diterapkan meningkat melebihi tahap tertentu beberapa pasangan elektron dipecahkan dan proses pengionan bermula di dalam bahan. Ini membawa kepada pembentukan elektron bergerak bebas. Caj bergerak ini mula bergerak dari hujung positif ke hujung negatif menyebabkan aliran elektrik.
Oleh itu, penebat mula mengalirkan elektrik dan berkelakuan sebagai konduktor. Proses ini dikenali sebagai Pecahan Elektrik bahan dan voltan minimum di mana fenomena ini bermula dikenali sebagai 'Voltan Kerosakan bahan'. Tahap voltan ini berbeza untuk pelbagai jenis bahan bergantung pada komposisi bahan, bentuk, ukuran, dan panjang bahan antara kenalan elektrik. Nilai voltan pemecahan bahan yang diberikan oleh pengeluar biasanya adalah nilai Voltan Pecahan Purata.
Voltan Pecahan Diod
Diod adalah semikonduktor dan sifat elektriknya terletak di antara konduktor dan penebat. A Diod persimpangan PN dibentuk menggunakan bahan jenis-P dan jenis-N. Diod simpang PN mengandungi celah pita di mana pertukaran pembawa cas berlaku. Apabila bias ke hadapan diterapkan arus mengalir ke arah hadapan dan pengaliran berlaku. Apabila bias terbalik berlaku, pengaliran tidak boleh berlaku. Tetapi kerana adanya pembawa muatan minoriti, arus terbalik kecil mengalir melalui dioda yang dikenali sebagai arus kebocoran.
Oleh kerana aliran arus terbalik maka lebar penghalang persimpangan meningkat. Apabila voltan bias terbalik ini ditingkatkan secara beransur-ansur pada titik tertentu, peningkatan arus terbalik yang cepat dapat dilihat. Ini dikenali sebagai pecahan Junction. Voltan terbalik yang sesuai pada ketika ini dikenali sebagai Voltan Pecahan diod simpang PN . Ini juga dikenali sebagai Voltan Pecah Berbalik .
Terbalik-Bias-PN-Persimpangan-Diod
Faktor penting untuk menentukan voltan pemecahan diod adalah kepekatan dopingnya. Melebihi tahap voltan ini menyebabkan peningkatan eksponensial dalam arus kebocoran dioda. Apabila kerosakan diod, kepanasan terlalu tinggi dapat diperhatikan. Jadi, semasa beroperasi dengan voltan terbalik sink haba dan perintang luaran digunakan.
Voltan Pecahan Diod Zener
Zener diod digunakan sebagai asas binaan di litar elektronik . Mereka digunakan untuk memberikan voltan rujukan ke litar elektronik. Mereka dirancang untuk berfungsi di kawasan pemecahan diod.
Diod Zener adalah diod yang berat yang dapat berfungsi dengan baik di kawasan yang berpihak terbalik. Di sini kerosakan berlaku kerana kesan Zener. Dalam kesan Zener apabila medan elektrik terbalik-bias Diod P-N meningkat, penyerapan elektron valensi ke jalur konduksi berlaku. Ini membawa kepada peningkatan pengangkut caj minoriti sehingga meningkatkan arus balik. Fenomena ini dikenali sebagai kesan Zener dan voltan minimum ketika fenomena ini bermula dikenali sebagai Pecahan Zener voltan.
Kerosakan longsoran
Pemecahan diod ringan berlaku kerana kesan Avalanche. Di sini, dalam kesan Avalanche, apabila diod dikendalikan secara bias terbalik kerana peningkatan elektrik yang difailkan, pembawa cas minoriti memperoleh tenaga kinetik dan bertembung dengan pasangan lubang elektron, sehingga memutuskan ikatan kovalen mereka dan mewujudkan pembawa cas bergerak baru. Peningkatan jumlah pengangkut caj minoriti menyebabkan peningkatan arus terbalik yang menyebabkan kerosakan. Di sini, voltan kerosakan dikenali sebagai Voltan kerosakan salji .
Pecahan-dalam-Zener-Diod
Voltan kerosakan yang biasa didapati Diod Zener berbeza antara 1.2V hingga 200V. Diod Zener menunjukkan kerosakan yang terkawal dan tidak memerlukan litar luaran untuk menghadkan arus. Ciri-ciri dioda V-I dengan pemecahan longsoran meningkat secara beransur-ansur manakala bagi diod dengan pemecahan Zener, ciri-ciri V-I tajam.
Pecahan dalam Pepejal, Cecair, dan Gas
Selain pepejal, banyak gas dan cecair juga mempunyai sifat penebat dan juga dilihat mengalami fenomena kerosakan. Kekuatan minimum dielektrik silikon pada suhu bilik dapat dikira menggunakan formula di bawah.
ebr| = (12 × 105) / (3-log (N / 1016)) V / cm
Udara juga bertindak sebagai penebat pada keadaan tekanan atmosfera standard. Ia rosak apabila voltan meningkat melebihi 3.0kv / mm. Voltan pecahan gas dapat dikira menggunakan Undang-undang Paschen . Dalam keadaan vakum separa voltan kerosakan udara berkurang. Apabila udara mengalami kerosakan kilat, percikan berlaku. Voltan ini juga dikenali sebagai voltan Striking.
The voltan kerosakan minyak pengubah juga dikenali sebagai kekuatan Dielektrik. Ini adalah nilai voltan di mana percikan diperhatikan di antara dua elektrod yang dipisahkan oleh jurang dan tenggelam dalam minyak pengubah. Apabila kelembapan atau bahan pengalir lain terdapat di dalam minyak, nilai voltan kerosakan yang lebih rendah diperhatikan. Kekuatan minimum dielektrik minyak pengubah ideal ialah 30KV.
Kerosakan juga dapat dilihat pada kabel yang membawa arus. Voltan kerosakan kabel bergantung kepada kehadiran kelembapan di sekelilingnya, masa penggunaan voltan dan suhu kerja kabel. Berapakah voltan pemecahan minimum a Diod Zener ?
