тепловой пробой

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 темп-ры Т. Незначительная в первый момент (при комнатной темп-ре) проводимость вследствие выделения джоулева тепла приводит к небольшому повышению темп-ры, вследствие чего проводимость увеличивается; это, в свою очередь, приводит к дальнейшему повышению темп-ры и т. д., т. е. проводимость и темп-ра взаимно "раскачивают" друг друга. В связи с тем, что коэф. теплоотдачи зависит от Т слабее (обычно линейно), существует нек-рое критич. значение электрич. поля Е_кр(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 темп-ра 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, темп-ры 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 темп-ры 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.

Лит.: Франц В., Пробой диэлектриков, пер. с нем., М., 1961; Поплавко Ю, М., Физика диэлектриков, К., 1980; Эп-штейн Э. М., Оптический тепловой пробой полупроводниковой пластины, "ЖТФ", 1978, т. 48, с. 1733. Э.М. Эпштейн.

   <<      Предметный указатель      >>