高电压技术
高電壓技術
고전압기술
HIGH VOLTAGE ENGINEERING
2010年
12期
2882-2888
,共7页
聚乙烯%迁移率%定域态密度(DOLS)%费米能级%空间电荷包%陷阱填充效应
聚乙烯%遷移率%定域態密度(DOLS)%費米能級%空間電荷包%陷阱填充效應
취을희%천이솔%정역태밀도(DOLS)%비미능급%공간전하포%함정전충효응
空间电荷包现象是电介质绝缘材料即将发生击穿破坏的重要标志.现有理论分析与仿真结果表明,电介质中载流子迁移率与场强的非线性关系是电荷包形成的重要条件.然而,此非线性关系的物理机制尚不清楚.为此,针对迁移率与场强的非线性关系展开研究,旨在解释聚乙烯材料中空间电荷包的形成机理.基于聚乙烯材料的定域态密度分布函数,利用以跳跃电导方式运动的电子性载流子迁移率公式,计算得到并分析了不同场强、最深陷阱中心能级与陷阱浓度等条件下的迁移率-载流子浓度关系.在迁移率的计算中,采用数值方法计算了Fermi能级,相对于解析近似方法具有更高的精度.迁移率的计算结果印证了陷阱填充效应的存在:随着陷阱不断被填充,新注入的载流子将受陷于较浅的陷阱,从而导致载流子的平均迁移率有较大提高.基于这种陷阱对载流子迁移率的调制作用,通过定性分析得出结论:电荷包运动方向后方的载流子对陷阱的填充效应可以使电荷包前后沿载流子的速度基本一致,从而为空间电荷包的形成和维持提供了一种可能的解释.
空間電荷包現象是電介質絕緣材料即將髮生擊穿破壞的重要標誌.現有理論分析與倣真結果錶明,電介質中載流子遷移率與場彊的非線性關繫是電荷包形成的重要條件.然而,此非線性關繫的物理機製尚不清楚.為此,針對遷移率與場彊的非線性關繫展開研究,旨在解釋聚乙烯材料中空間電荷包的形成機理.基于聚乙烯材料的定域態密度分佈函數,利用以跳躍電導方式運動的電子性載流子遷移率公式,計算得到併分析瞭不同場彊、最深陷阱中心能級與陷阱濃度等條件下的遷移率-載流子濃度關繫.在遷移率的計算中,採用數值方法計算瞭Fermi能級,相對于解析近似方法具有更高的精度.遷移率的計算結果印證瞭陷阱填充效應的存在:隨著陷阱不斷被填充,新註入的載流子將受陷于較淺的陷阱,從而導緻載流子的平均遷移率有較大提高.基于這種陷阱對載流子遷移率的調製作用,通過定性分析得齣結論:電荷包運動方嚮後方的載流子對陷阱的填充效應可以使電荷包前後沿載流子的速度基本一緻,從而為空間電荷包的形成和維持提供瞭一種可能的解釋.
공간전하포현상시전개질절연재료즉장발생격천파배적중요표지.현유이론분석여방진결과표명,전개질중재류자천이솔여장강적비선성관계시전하포형성적중요조건.연이,차비선성관계적물리궤제상불청초.위차,침대천이솔여장강적비선성관계전개연구,지재해석취을희재료중공간전하포적형성궤리.기우취을희재료적정역태밀도분포함수,이용이도약전도방식운동적전자성재류자천이솔공식,계산득도병분석료불동장강、최심함정중심능급여함정농도등조건하적천이솔-재류자농도관계.재천이솔적계산중,채용수치방법계산료Fermi능급,상대우해석근사방법구유경고적정도.천이솔적계산결과인증료함정전충효응적존재:수착함정불단피전충,신주입적재류자장수함우교천적함정,종이도치재류자적평균천이솔유교대제고.기우저충함정대재류자천이솔적조제작용,통과정성분석득출결론:전하포운동방향후방적재류자대함정적전충효응가이사전하포전후연재류자적속도기본일치,종이위공간전하포적형성화유지제공료일충가능적해석.
