微间隙气体放电击穿过程分析

作者：王林华; 孙岩洲; 董克亮; 刘绪光

来源：电子器件, 2020, 43(06): 1197-1202.

• 微间隙
• Paschen曲线
• 离子增强效应
• 场发射
• γ系数

为了对微米尺度气体间隙下放电击穿过程进一步研究,在大气压空气环境下进行了电极间距为1μm～100μm的直流击穿实验。绘制了击穿电压曲线与Paschen曲线对比,针对1μm～10μm击穿电压偏离Paschen曲线进行分析。通过推导计算,得出在1μm～10μm时随着外加电压的增加,阴极较高的离子数密度将会产生较高的附加电场,附加电场随着电极间距的增加而减小,从而在微间距下存在较强的离子增强效应;最后,结合离子增强效应二次系数γ′与Townsend二次系数γ的比值,γ′/γ随电极间距d的变化曲线得出,1μm～5μm时,放电过程是由离子增强效应场发射主导发生,且随着间距增大离子增强效应逐渐减弱。在10μm～100μm时,击穿电压的变化基本符合Paschen曲线,其放电过程可以用汤森雪崩理论解释。

• 单位
  河南理工大学; 自动化学院