Основные электрические характеристики материалов

Р = U²wC tg d,     (6)

где U – напряжение, приложенное к диэлектрику, В; w - круговая частота электрического поля, рад/с (w = 2pf); С – ёмкость, образованная диэлектриком, Ф; tg d = тангенс угла диэлектрических потерь.

Рост диэлектрических потерь приводит к разогреву диэлектрика. Процесс идёт, всё усиливаясь, и в результате диэлектрик может расплавиться, обуглиться и видоизмениться так, что его собственная электрическая прочность снизится настолько, что произойдёт пробой. При этом не обязательно, чтобы разогрелся весь диэлектрик. Достаточно разогрева какого-нибудь места диэлектрика, в котором теплоотдача хуже или потери выше. Таким образом, тепловой пробой представляет собой электрический пробой, возникновение которого подготовлено предварительным разогревом части диэлектрика в результате диэлектрических потерь.

Для одного и того же диэлектрического материала переход из области  чисто электрического пробоя (с электрической  прочностью, не зависящей или мало зависящей от температуры и частоты) в область теплового пробоя (с  выраженной зависимостью от температуры и частоты) может произойти при возрастании температуры, при переходе от постоянного напряжения к переменному, при увеличении частоты или ухудшении условий теплообмена.

В полупроводниках носителями электрического заряда являются электроны и дырки. Электроны проводимости – это те электроны, которые преодолели запрещённую зону и находятся в зоне проводимости. Дырки – это вакансии, образовавшиеся после перехода электрона из валентной зоны в зону проводимости. Заряд дырки положительный. Он возник в результате нарушения баланса положительных зарядов атомных ядер и отрицательных зарядов электронов после перехода электрона из валентной зоны в зону проводимости. Подвижность m электронов и дырок различна, а измеряется в см²/В^.с. В подавляющем большинстве случаев подвижность электронов выше подвижности дырок. Полупроводники с электронной проводимостью называют электронными полупроводниками или проводниками п-типа (от negative – отрицательный), а с дырочной проводимостью – дырочными полупроводниками или р-типа (от positive – положительный).

В химически чистых, не содержащих примесей полупроводниках количество электронов и дырок одинаково (п = р). Они называются собственными полупроводниками. Полупроводники, содержащие примеси (реальные полупроводники) называют примесными. Примеси в полупроводниках принято делить на донорные и акцепторные. Донорные создают электронную проводимость, они являются поставщиками электронов. Акцепторные примеси создают дырочную проводимость, являются поставщиками дырок.

Регулируя вид и количество примесей, можно создать в одном кристалле  полупроводникового вещества области  с различным типом проводимости. Контакты между такими областями  получили название электронно-дырочного  перехода или р-п перехода. На границе  р-п перехода формируются объёмные заряды противоположного знака, образующие контактное электрическое поле. Благодаря этому р-п переход обладает способностью выпрямлять переменный электрический ток, играя роль вентиля. Именно этим определяется применение примесных полупроводников в электронном приборостроении.

Атомы примесей могут замещать в  кристаллической решётке атомы  полупроводникового вещества или находиться в межузлие. Образующиеся дефектные  структуры называются структурами  замещения в первом случае и структурами внедрения во втором случае. Кристаллические структуры подобного типа относятся к твёрдым растворам. Твёрдые растворы могут образовываться не только при введении в полупроводник атомов примесей, но и при совместной кристаллизации двух или более веществ. Наибольшее значение имеют твёрдые растворы замещения. Они образуются в том случае, если значения электроотрицательности и атомные радиусы замещающих друг друга атомов близки. Чем меньше различия между замещающимися атомами, тем в более широкой области составов образуются структуры твёрдых растворов.