Ang mga prinsipyo ng pagtatrabaho ng mga capacitor dielectric na materyales at pag -optimize ng pagganap

Bilang mga mahahalagang sangkap sa mga electronic circuit, ang pagganap ng kapasitor S higit sa lahat ay nakasalalay sa mga katangian ng kanilang mga dielectric na materyales. Ang mga prinsipyo ng nagtatrabaho ng mga dielectric na materyales ay pangunahing nagsasangkot ng dalawang pangunahing mga parameter: lakas ng breakdown at ang dielectric na pare -pareho. Ang pag -unawa sa mga prinsipyong ito ay mahalaga para sa pag -optimize ng pagganap ng kapasitor.

Mga mekanismo para sa pagpapabuti ng lakas ng patlang ng breakdown
Ang mga breakdown phenomena sa solidong dielectric na materyales ay maaaring maiuri sa tatlong uri: electrical breakdown, thermal breakdown, at bahagyang paglabas ng breakdown, na may elektrikal na pagkasira na ang intrinsic mekanismo. Ang teoryang ito ay batay sa teorya ng banggaan ng paglabas ng gas, na inilalantad ang malapit na ugnayan sa pagitan ng lakas ng breakdown at elektron ay nangangahulugang libreng landas. Ipinapakita ng pananaliksik na ang susi sa pagpapabuti ng lakas ng patlang ng breakdown ay namamalagi sa epektibong pagsugpo sa paglipat ng elektron. Ipinapakita ng Figure 5-23 ang curve ng relasyon sa pagitan ng lakas ng patlang ng breakdown at oras ng aplikasyon ng boltahe sa solidong dielectrics, habang ang Figure 5-4 ay karagdagang ipinapaliwanag ang kababalaghan na ito sa pamamagitan ng modelo ng electron na kalasag na ripple. Sa mga praktikal na aplikasyon, ang pag -optimize ng microstructure ng materyal upang mapalawak ang elektron ay nangangahulugang libreng landas ay maaaring makabuluhang mapahusay ang boltahe ng dielectric.

Mga mekanismo ng polariseysyon para sa pagpapahusay ng dielectric na pare -pareho
Ang pagpapabuti ng dielectric na pare -pareho ay nakasalalay sa pinagsamang epekto ng iba't ibang mga mekanismo ng polariseysyon. Kasama sa pag -iwas sa polariseysyon ng dalawang form: electronic displacement polariseysyon at ionic displacement polariseysyon. Ang dating nagmula sa pag -aalis ng mga ulap ng elektron na nauugnay sa atomic nuclei, habang ang huli ay nagreresulta mula sa kamag -anak na pag -aalis ng mga positibo at negatibong mga ions. Ang polariseysyon ng orientational ay nangyayari sa mga molekulang polar, kung saan ang mga molekular na dipoles ay nakahanay sa ilalim ng isang panlabas na larangan ng kuryente. Ang thermionic polarization ay malapit na nauugnay sa temperatura at nagsasangkot sa proseso ng thermal activation ng mga ion sa loob ng lattice ng kristal. Ang polariseysyon ng singil sa espasyo (na kilala rin bilang interface ng polariseysyon) ay nangyayari sa dielectric inhomogeneities, na nabuo ng akumulasyon ng carrier sa mga interface. Ang mga synergistic na epekto ng mga mekanismo ng polariseysyon na ito ay tumutukoy sa mga katangian ng macroscopic dielectric ng materyal.

Balanseng mga diskarte para sa pag -optimize ng pagganap
Sa praktikal na disenyo ng kapasitor, ang isang balanse ay dapat na hinahangad sa pagitan ng lakas ng breakdown at ang dielectric na pare -pareho. Ang mga materyales na may mataas na dielectric constants ay madalas na nagpapakita ng mas mababang mga lakas ng patlang ng breakdown, habang ang mga materyales na lumalaban sa boltahe ay karaniwang may katamtaman na dielectric constants. Sa pamamagitan ng mga advanced na pamamaraan ng disenyo ng materyal tulad ng nanocomposites at interface ng interface, ang parehong mga parameter ay maaaring mai -optimize nang sabay -sabay upang makabuo ng mga capacitor dielectric na materyales. Ang pag -unawa sa mga pangunahing prinsipyong ito ay nagbibigay ng gabay sa teoretikal para sa pagbuo ng mga bagong materyales sa pag -iimbak ng enerhiya.