终端表面电场的直接影响因素

终端表面电场的直接影响因素 电机保护器 研究表明，终端表面电场不仅取决于表面造型及终端环结构，而且极大地受到表面保护材料带电状况的直接影响。因此，介质的带电和控制是电力电子器件表面绝缘材料最重要的介电特性，引起了国内外研究者广泛关注 2研究内容半导体器件表面的带电主要包括接触带电和驻极带电。 接触带电是介质与半导体相接触时由于其表面对电子的得失能力有所差异，而在界面上发生电荷的转移，从而导致表面保护材料带有一定的电荷；驻极带电则是介质在强场高温下介质中离子输运而形成的表面电荷分离所引起的，它是影响高压硅半导体表面电荷和电场分布稳定性的主要因素。 3实验研究 3.1接触带电主要实验方法有两种： 电荷分离测定法； 激光探针测定表面电场耗尽区扩展判定法。 实验方法和结果分述如下： （ 1）电荷分离测定法它是采用两种介质直接接触然后分离，接着再测量介质上带电电位的方法确定其带电状态。对表面电荷量的精确定量需要严格控制环境温度、湿度、接触压力、接触时间，同时对介质材料的表面态要进行控制。目前对介质材料表面电子态的控制还难以解决，因此只能将实验条件控制在环境温度 10 、湿度40%、一定接触压力和接触时间条件下进行。 采用 SD-8303表面电位计的正负偏转定性地确定接触后材料表面的带电电荷的极性。 研究试样制备方法如下： SP（聚脂改性硅漆）将 SP涂覆在直径80mm的玻璃圆片上，在甩胶机上均匀甩胶后，在室温下放置约半小时后使之均匀；然后按 SP的固化工艺，在 80 下固化 4小时， 120 下固化 4小时， 190 200 下固化 12小时，得到厚度约为数十微米的 SP膜。 热固化有机硅凝胶以含乙烯基和含硅氢键的硅有机材料的 JUSA组份与 JUSB组份以一定比例充分混合，抽真空脱气后，涂在玻璃圆片上，甩胶后静置于室温中半小时使之均匀，然后在 155 固化 1小时后得到热固化有机硅凝胶膜。 光固化有机硅凝胶使用 JUSA组份，即纯乙烯基硅油与光固化引发剂的复合介质，通过相同的涂膜及甩胶处理后，在 500W紫外线灯下照射 10分钟，得到光固化的有机硅凝胶膜。光固化硅凝胶膜聚合为乙烯基交联结构，但其中不含硅氢键，这是光固化有机硅凝胶与热固化有机硅凝胶在结构上的主要区别。 硅橡胶分别将硅橡胶 GD406、 408和硅橡胶 703通过涂膜和甩胶处理后，按照其规定的固化工艺，在 80 湿度较高的环境中固化 4小时，在本研究获得国家自然科学基金委员会的资助 120 下固化 4小时，最后在 180 190 下固化 4小时，得到硅橡胶GD406、 408和 703膜。 采用高度提纯聚酯改性漆 SP，可以降低导电离子浓度或提高 SP固化温度，以使其分子结构紧密来提高材料绝缘电阻率，从而减弱高温高场强下的离子输运，使器件的表面耗尽区稳定。 提高表面耐压的高温稳定性 4结论通过对常用电力电子器件表面保护材料带电特性及机理的研究得出： 保护材料用于半导体表面时，介质中有两种带电，它们对器件表面电特性具有重大的影响； 通过实验研究获得了常用保护材料的接触带电序列，发现保护材料带电特性与其结构组成有密切的关系，主链及侧基基团的不同使得材料带电会有重大改变； 保护材料与硅半导体器件表面的接触带电情况与保护材料和石英的接触带电一致，证明硅片表面的 SiO2层决定了硅片在带