6.1.3 Merkpunkte zu Kapitel 6.1: Warum Dielektrika wichtig sind

Spannung U und Strom I sind aus Materialsicht bedeutungslos, was zählt ist Feldstärke E und Stromdichte j.  
Feldstärke und Stromdichte
In Dielektrika = Isolatoren fällt die Spannung ab. Das Dielektrikum wird durch das elektrische Feld polarisiert.  
Dielektrika werden gebraucht für:
  • Generelle Isolierung - von nm dicken "Gateoxiden" in IC's zu cm dicken Hochspannungsisolatoren.
  • Kondensatoren - nicht nur als Bauelemente sondern auch in unerwünschten parasitären Kapazitäten.
  • Kritischer Teil von MOS Transistoren.
  • Erwärmen mit Mikrowellen.
  • Als Piezomaterialien und Elektrete für viele Anwendungen.
  • Als optische Materialien ("Linse" bis Glasfaser und Laser).
 
Der Brechungsindex n als bestimmende Kenngröße der Optik ist direkt mit der (relativen) Dielektrizitätskonstanten er verknüpft.  
n2  =  er
Der DC Wert der Dielektrizitäts"konstanten" für Wasser ist er(H2O) » 80; der Brechungsindex von Wasser ist aber n(H2O) » 1,3. Der größtmögliche Brechungsindex im Sichtbaren liegt um nmax » 4; Diamant, z. B. liegt "nur" bei 2.4.  
Þ er = er(w).
Die Dielektrizitäts"konstante" ist frequenzabhängig und wird tendenziell mit wachsender Frequenz kleiner.
 
     
Es sind drei Fragen zu beantworten Þ  
  1. Was bestimmt die kritische Feldstärke Ekrit eines Dielektrikums?
  2. Was bestimmt er, die "DK" ?
  3. Warum und wie ist die DK frequenzabhängig?
Nicht einfach.  
Aber machbar.  

Mit Frame Zurueck Weiter als PDF

© H. Föll (MaWi für ET&IT - Script)