Isolatorüberschlag

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Quelle: MWT, Gilmour, 0-89006-181-5, S.475

Die Verbindungsstelle zwischen Metall, Isolator und Vakuum ist eine der schwächsten Punkte einer vakuumelektronischen Komponente. Diese Verbindungstelle wird "Triple-Junction" genannt. Aufgrund von Elektronenfreisetzungsmechanismen und Oberflächeneffekten von Isolatoren ist die Überschlagsfeldstärke einer Isolatoroberfläche (typischerweise Keramik) deutlich geringer als die eines Vakuumspalts oder eines Isolatorfestkörpers gleicher Breite.

Die Auslösung eines Oberflächenüberschlags geht typischerweise von der Triple-Junction aus. Eine Keramik ist im Bereich der Keramik-Metall-Verbindung metallisiert und mit dem Metall verlötet. Dabei ist die Ausbildung einer Kehlnaht durch das Lot auf der Keramikoberfläche praktisch unvermeidbar. Die auf der Keramikoberfläche auslaufende Kehlnaht bildet eine messerscharfe Kante mit hohem Feldüberhöhungsfaktor. Bei anliegender Spannung können Mikroprotuberanzen wachsen und den Feldüberhöhungsfaktor weiter vergrößern. Es resultieren Elektronen-Feldemission und Ablösung von Mikropartikeln bei relativ niedrigen Spannungspegeln.

Als Gegenmaßnahme versucht man bei der Konstruktion von vakuumelektronischen Komponenten die unvermeidbaren Triple-Junctions durch geeignete Elektrodenformen von elektrischen Feldern abzuschatten.