双脉冲电流作用下氧化锌电阻冲击老化破坏机理的研究
作者单位:中国科学院电工研究所
学位级别:硕士
导师姓名:张适昌
授予年度:2001年
学科分类:0808[工学-电气工程] 080803[工学-高电压与绝缘技术] 08[工学]
主 题:雷电的多重闪击 双脉冲电流 氧化锌电阻 临界陷阶电荷密度 离子 迁移
摘 要:雷电的多重闪击对雷电过电压保护器件的影响更加严重,本文首次采用不 同间歇时间双脉冲电流冲击对氧化锌电阻进行了多次试验,试验表明:氧化锌 电阻在双脉冲电流冲击下更容易出现老化破坏现象,间歇时间越短,电阻能耐 受的冲击次数越少;此外,直流U值随冲击次数的增加具有快一慢一快的 下降过程。微观结构不均匀,包括晶界层特性的不均匀和电极的突出,是导致 氧化锌电阻微观破坏的主要原因。本文首次建立了晶界势垒高度与伏安特性参 数之间的关系,提出了陷阱效应在冲击老化过程的作用模型,引入了“临界陷 阱电荷密度的概念。本文还指出冲击过程中的离子迁移一方面使电阻的直流 U值下降,另一方面使电阻在中、高电场下等效阻值增加,使电阻在完全破 坏前能承受一定次数的冲击。最后建立了两套模拟计算模型,通过计算解释了 试验数据和现象。 本文的工作和结论有助于进一步研究氧化锌电阻在多脉冲电流作用下的冲 击老化破坏机理,另外也为修改我国氧化锌电阻的雷电流试验标准提供理论依 据,并为改进氧化锌电阻生产和提高产品质量提出了建设性意见。