固體介質(zhì)的電擊穿理論是在氣體放電的碰撞電離理論基礎(chǔ)上建立的。在20世紀30年代，希伯爾(Hppel)和弗羅利赫(Frolich)等人，在固體物理學基礎(chǔ)上用量子力學為工具，逐步發(fā)展建立了固體介質(zhì)電擊穿的碰撞電離理論，其主要內(nèi)容為：在強電場下固體導(dǎo)帶中可能因冷發(fā)射或熱發(fā)射而存在一些電子，這些電子一面在外電場作用下被加速獲得動能，一面與晶格振動相互作用而加劇晶格振動，把電場的能量傳遞給晶格，當這兩方面在一定溫度和場強下平衡時，固體介質(zhì)有穩(wěn)定的電導(dǎo)，但當電子從電場中得到的能量大于損失給晶格振動的能量時，電子的動能就越來越大，直至電子與晶格的相互作用增強到能電離產(chǎn)生新電子，自由電子數(shù)迅速增加，電導(dǎo)不斷增大，導(dǎo)致電擊穿開始發(fā)生。

　 按擊穿發(fā)生的判定條件不同，電擊穿理論可分為：“本征電擊穿理論”(以碰撞電離開始作為擊穿判據(jù))和“雪崩電擊穿理論”(以碰撞電離產(chǎn)生的電子數(shù)倍增到一定數(shù)值而足以破壞介質(zhì)絕緣狀態(tài)作為擊穿判據(jù))。

　 本征電擊穿理論認為：電子從電場中獲得能量的速率與電場強度E和電子能量E0有關(guān)，可表示為A(E，E0)；而電子損失給晶格能量的速率與晶格溫度T和電子能量E0有關(guān)，可表示為B(T，E0)，電子獲得和失去能量的速率相等時達到平衡狀態(tài)，此時

　　A(E , E0)=B(T , Eo)       (4.2-77)

　 當電場上升到使平衡破壞時，碰撞電離過程便立即發(fā)生，所以使式(4.2-77)成立的大場強就是碰撞電離開始發(fā)生的起始場強，把這一場強作為介質(zhì)擊穿場強的理論即為本征電擊穿理論。

   雪崩電擊穿理論有兩類：一類是福蘭茲(Frantz)提出的以隧道電流在強電場下增長導(dǎo)致介質(zhì)溫升達到一定溫度作為介質(zhì)隧道擊穿的判據(jù)，而在工程實際中常以電流隨電壓的相對變化率達到一定數(shù)值作為經(jīng)驗擊穿判據(jù)；另一類是賽茲(Seitz)提出的以電子崩傳遞給介質(zhì)的能量足以破壞介質(zhì)晶格結(jié)構(gòu)作為擊穿判據(jù)。其計算結(jié)果表明：由陰極出發(fā)的初始此電子在向陽極運動過程中，1cm內(nèi)的電離次數(shù)達到40次而產(chǎn)生1012個新電子時，介質(zhì)便開始發(fā)生擊穿，這也稱為“四十代理論”。由“四十代理論”可以推斷，當介質(zhì)狠薄時，碰撞電離不足以發(fā)展到四十代，電子崩已進人陽極復(fù)合，此時介質(zhì)不能擊穿，即這時的介質(zhì)擊穿場強將要提高。這就定性地解釋了薄層比厚層介質(zhì)具較高擊穿場強的原因。

　 本征電擊穿和“雪崩”電擊穿一般很難區(qū)分，但理論上，它們的關(guān)系是明顯的：本征電擊穿理論中增加導(dǎo)電電子是繼穩(wěn)態(tài)破壞后突然發(fā)生的，而“雪崩”電擊穿是考慮到高場強時，導(dǎo)電電子倍增過程逐漸達到難以忍受的程度，終介質(zhì)晶格破壞。