Materialele dielectrice se caracterizeaza prin stari de polarizatie electrica, care sunt stari de electrizare suplimentara si apar in prezenta campului electric intern sau extern. Pentru caracterizarea locala a starii de polarizare a corpurilor, se utilizeaza densitatea de volum a momentelor electrice, numita polarizatie electrica , care este o marime microscopica locala sau punctuala.
Notand cu suma geometrica a momentelor electrice dintr-un domeniu restrans de volum , polarizatia electrica se defineste prin relatia:
[C/m2] (1.1)
Momentul electric , care este o marime macroscopica sau globala, se defineste prin relatia:
[Cm] (1.2)
Campul electric si polarizatia electrica , sunt cele doua marimi care caracterizeaza din punct de vedere electric starea unui material dielectric. Materialul dielectric poate fi polarizat intrinsec, independent de plasarea sa in camp electric exterior, sau dimpotriva, se poate polariza sub efectul campului electric exterior. Primul tip de polarizatie , se numeste polarizatie permanenta sau spontana si este asociata prezentei campului electric intern, iar al doilea tip de polarizatie se numeste polarizatie temporara si depinde de intensitatea campului electric aplicat: .
Teoria macroscopica a campului electromagnetic stabileste te relatia dintre inductia electrica si marimile de stare si , sub forma legii de material, (scrisa sub forma vectoriala):
[C/m2], (1.3)
unde: ?0=1/(4·?· 9·10-9)[F/m], este permitivitatea vidului.
Legile de material descriu comportarea specifica a materialelor. Ele se deosebesc de legile generale prin gradul diferit de generalitate si exactitate.
Dupa forma relatiei: , dielectricii se pot clasifica in dielectrici liniari si neliniari, izotropi sau anizotropi.
Pentru dielectricii liniari si izotropi, relatia este liniara:
(1.4)
unde: ?e reprezinta susceptivitatea electrica, care este in general o marime complexa adimensionala. Astfel, relatiile (1.3) si (1.4) au formele:
(1.5)
(1.6)
unde:,este permitivitatea relativa a materialului dielectric, iar este permitivitatea materialului dielectric.
Permitivitatea relativa complexa , este definita prin relatia:
(1.7)
unde prin D si E s-au notat inductia si intensitatea campului electric, considerate marimi complexe.
CUPRINS
Capitolul 1:
Materiale dielectrice
1.1. Definitii si clasificari
1.2. Tipuri de polarizari
1.3. Functiile dielectricilor si utilizarile lor
1.3.1. Functia de dielectric pentru condensatoare
1.3.2. Functia de izolatie electrica
1.3.3. Functii neliniare si parametrice
1.3.4. Functia de traductor piezoelectric
1.3.5. Functia de traductor electro-optic
1.3.6. Functia de traductor de temperatura
1.3.7. Functia de electret
1.4. Polarizarea de deplasare a dielectricilor
1.4.1. Modelul teoretic al dielectricului cu polarizare de deplasare, fara pierderi prin conductie
1.4.2. Pierderi prin conductie in dielectrici
1.4.3. Modelul teoretic al dielectricilor cu polarizarea de deplasare si pierderi prin conductie
1.4.4. Dependenta de frecventa si de temperatura a permitivitatii relative complexe, pentru dielectricii cu polarizare de deplasare si pierderi prin conductie
1.5. Polarizarea de orientare a dielectricilor
1.5.1. Modelul teoretic al dielectricilor cu polarizare de orientare si pierderi prin conductie
1.5.2. Dependenta de frecventa si temperatura a permitivitatii relative complexe, pentru dielectricii cu polarizare de orientare si pierderi prin conductie
1.6. Rigiditatea dielectricilor
1.6.1. Rigiditatea dielectricilor gazosi
1.6.2. Rigiditatea dielectricilor lichizi
1.6.3. Rigiditatea dielectricilor solizi. Tipuri de strapungeri
1.7. Dielectrici solizi cu polarizare temporara
1.8. Dielectrici solizi cu polarizare spontana
1.8.1. Materiale feromagnetice
1.8.2. Cristale lichide
1.8.3. Cristale piezoelectrice
1.8.4. Electreti
1.9. intrebari
1.10. Probleme
1.11. Anexe
Capitolul 2:
Materiale magnetice
2.1. Definitii si clasificari
2.2. Tipuri de magnetizari
2.3. Functiile materialelor magnetice
2.4. Feromagnetismul
2.4.1. Modelul teoretic al feromagnetismului
2.4.2. Formarea domeniilor de magnetizare. Energii implicate
2.4.3. Anizotropia magnetica
2.4.4. Magnetizarea materialelor feromagnetice. Curba de magnetizare
2.4.5. Influenta factorilor externi asupra proprietatilor feromagneticilor
2.5. Ferimagnetism
2.5.1. Modelul teoretic al ferimagnetismului
2.5.2. Materiale ferimagnetice
2.6. Piezomagnetism
2.7. Pierderi in materiale feromagnetice si ferimagnetice
2.7.1. Permeabilitatea relativa complexa si tangenta unghiului de pierderi
2.7.2. Pierderi prin curenti turbionari
2.7.3. Pierderi prin histeresie
2.7.4. Pierderi prin magnetizare
2.7.5. Pierderi prin rezonanta magnetica
2.8. Tipuri de materiale magnetice
2.9. intrebari
2.10. Probleme
2.11. Anexe
Capitolul 3:
Materiale conductoare si supraconductoare
3.1. Definitii si clasificari
3.2. Modelul conductiei electrice in materialele conductoare solide. Starea de conductibilitate
3.3. Functiile materialelor conductoare
3.3.1. Functia de conductie a curentului electric
3.3.2. Functia de limitare a curentului electric
3.3.3. Functia de contactare – comutare
3.4. Starea de supraconductibilitate. Teoria BCS a supraconductibilitatii. Efectul Josephson
3.5. intrebari
3.6. Anexe
Capitolul 4:
Materiale semiconductoare
4.1. Procedee de obtinere si purificare a materialelor semiconductoare
4.2. Modelul teoretic al conductiei electrice
4.3. Dependenta de frecventa a conductivitatii electrice
4.4. Functiile materialelor semiconductoare
4.4.1. Functia de conductie comandata in tensiune
4.4.2. Functia de conversie opto-electronica
4.4.3. Functia de detectie a radiatiilor nucleare
4.4.4. Functia de conversie electro-optica
4.4.5. Functia de conversie termo-electrica
4.4.6. Functia de conversie magneto-electrica
4.5. intrebari
4.6. Probleme
Capitolul 5:
Jonctiuni semiconductoare si heterojonctiuni
5.1. Jonctiuni semiconductoare
5.1.1. Difuzia din sursa finita si infinita
5.1.2. Obtinerea jonctiunilor semiconductoare
5.1.3. Localizarea zonelor dopate
5.1.4. Implantarea ionica
5.1.5. Alierea
5.2. Heterojonctiuni
5.3. intrebari
5.4. Probleme
5.5. Anexe
Capitolul 6:
Rezistoare
6.1. Rezistoare liniare
6.2. Rezistoare dependente de temperatura
6.3. Rezistoare dependente de tensiune
6.4. Rezistoare dependente de fluxul luminos
6.5. intrebari
6.6. Probleme
6.7. Anexe
Capitolul 7:
Condensatoare
7.1. Parametri condensatoarelor
7.2. Schema echivalenta si comportarea cu frecventa
7.3. Tipuri de condensatoare
7.4. intrebari
7.5. Probleme
7.6. Anexe
Capitolul 8:
Inductoare
8.1. Parametri inductoarelor si forme constructive
8.2. Schema echivalenta si comportarea cu frecventa
8.3. intrebari
8.4. Probleme
8.5. Anexe
Capitolul 9:
Structuri de dispozitive semiconductoare discrete
9.1. Diode
9.2. Tranzistoare bipolare
9.3. Tranzistoare unijonctiune
9.4. Tranzistoare unipolare
9.5. Dispozitive multijonctiune
9.6. Dispozitive optoelectronice
9.7. Limitari in utilizarea dispozitivelor semiconductoare
9.7.1. Limitari de tensiune
9.7.2. Limitari de curent
9.7.3. Limitari termice
9.7.4. Limitari de frecventa
9.8. intrebari
9.9. Anexe
Capitolul 10:
Structuri de circuite integrate
10.1. Circuite integrate bipolare
10.1.1. Procesul standard cu strat ingrosat
10.1.2. Elemente de circuit realizate in tehnologia circuitelor integrate bipolare
10.2. Circuite integrate MOS
10.2.1. Procesul standard p-MOS
10.2.2. Circuite integrate n-MOS si c.MOS
10.3. Anexa
Bibliografi
