Энергетических управлений

Проводимость полупроводниковых материалов в сильной степени зависит от внешних энергетических воздействий (электрическое поле, нагрев, освещенность, радиация), а также от примесей. И энергетические воздействия, и примеси увеличивают число носителей зарядов, причем каждый атом примесей увеличивает их-обычно на единицу. Поэтому в полупроводниковой технике чистыми материалами называют такие, в которых количество атомов примесей не превышает числа собственных носителей зарядов. Например, не более одного атома примеси должно приходиться на 109—1010 атомов германия и на 1012—1013 атомов кремния, чтобы их можно было считать чистыми. Степень чистоты материала"контролируют путем сравнения его удельного сопротивления с удельным сопротивлением идеально чистого материала, так как методами химических анализов выполнить это не удается.

Избыточная концентрация носителей заряда может возникать в отдельных областях полупроводниковой структуры прибора не только в результате внешних энергетических воздействий, но и за счет различных процессов (инжекции, экстракции, аккумуляции и т. д.), которые могут происходить в полупроводниковых приборах (о чем говорится далее).

Для возникновения люминесценции в полупроводнике атомы полупроводника должны быть выведены из состояния термодинамического равновесия, т. е. возбуждены. Они могут быть переведены в возбужденное состояние электрическим полем (электролюминесценция], бомбардировкой полупроводника электронами (катодалюминесценция], освещением (фотолюминесценция) и с помощью других энергетических воздействий. При люминесценции акты поглощения энергии полупроводником и излучения квантов света разделены во времени (а может быть, и в пространстве) промежуточными процессами, что приводит к относительно длительному существованию свечения полупроводника после прекращения возбуждения.

Обычно ширина зоны — порядка 1 эВ (электрон-вольт). Так как в кубическом метре твердого тела вещества содержится примерно 10м атомов, то уровни в зоне кристалла размером 1 см3 отстоят друг от друга на 10-2г эВ. Это значение энергии гораздо меньше тех внешних энергетических воздействий, которым обычно подвергаются материалы (тепловой энергии, энергии световых квантов и т. д.). Поэтому если в зоне не все энергетические уровни заняты электронами, то электроны могут, повышая свою энергию за счет энергии внешних воздействий, переходить на более высокие свободные уровни. Такие электроны, находящиеся внутри частично за-полненной энергетической зоны, называются свободными электронами в твердом теле. Если к кристаллу приложено электрическое поле, изменению энергии свободных электронов соответствует направленное перемещение их в пространстве, т. е. свободные электроны обусловливают протекание электрического тока,

Диэлектрики, свойствами которых можно управлять с помощью внешних энергетических воздействий и использовать эти воздействия для создания функциональных элементов электроники, относятся к группе активных диэлектриков: сегнето-.пьезо- и пироэлект*

Полупроводниками будут вещества с более узкой запрещенной зоной, которая может быть преодолена за счет внешних энергетических воздействий.

Большая группа веществ с электронной электропроводностью, удельное сопротивление которых при нормальной температуре больше, чем у проводников, но меньше, чем у диэлеюрикор (табл. 8-1), относится к полупроводникам. Как было указано в § В-1, электропроводность полупроводников в большой степени зависит от внешних энергетических воздействий, а также от различных примесей, иногда в ничтожных количествах присутствующих в теле собственного полупроводника.

Доноры. Заполненные при отсутствии внешних энергетических воздействий (теплота, свет) примесные уровни расположены ii запрещенной зоне около «дна» зоны проводимости ( 8-1, б). При этом энергия активации примесных атомов меньше, чем ширина запрещенной зоны основного полупроводника, а потому при нагреве тела переброс электронов примеси будет опережать возбуждение электронов решетки. Положительные заряды, возникшие у отдален-кых друг от друга примесных атомов (на 8-1,6" уровни примеси г оказаны с разрывами), остаются локализованными, т. е. не могут блуждать по кристаллу и участвовать в электропроводности. Полупроводник с такой примесью имеет концентрацию электронов, большую, чем концентрация дырок, появившихся за счет перехода электронов из валентной зоны в зону проводимости, и его называют полупроводником п-типа, а примеси, поставляющие электроны в зону проводимости, — донорами.

основные носители — дырки, а неосновные — электроны. Примесная электропроводность для своего появления требует меньших энергетических воздействий (сотые или десятые доли электрон-вольта), чем собственная, поэтому она обнаруживается при более низкой температуре, чем собственная электропроводность полупроводника. Рассмотрев энергетическую сторону явлений, перейдем к пространственным структурам и реальным примесям, определяющим тот или иной тип электропроводности.

изоляции (масло-барьерная, бумажно-масляная), также ведет к образованию воды и окислов углерода. Мощные электрические разряды приводят к образованию углерода и воды, тепловое воздействие на бумагу инициирует процессы дегидратации, приводящие к образованию воды и соединений фуранового ряда. Полимерная изоляция под действием разрядов и факторов естественного старения разрушается с разрывом полимерных связей. Воздействие электрических разрядов на газообразную изоляцию приводит к образованию химически активных веществ, в свою очередь влияющих на твердую изоляцию из композиционных или керамических материалов. Таким образом, физико-химический диагностический контроль основан на объективной реальности: вследствие каких-либо энергетических воздействий в изоляции электрических аппаратов протекают химические процессы деградации изоляции, по конечным продуктам которой можно судить о количественной характеристике энергетического воздействия и степени разрушения изоляции. Образование новых химических соединений является идеологической основой физико-химической диагностики, а определение количества вновь образованных характерных компонентов и скорости их образования лежит в основе определения состояния изоляции и глубины энергетических воздействий на нее.

Как правило, основу оперативных методов диагностики оборудования составляют физико-химические методы. Энергетическое воздействие на изоляцию электрических устройств приводит к изменениям на молекулярном уровне вне зависимости от типа изоляции, завершающимся химическими реакциями с образованием новых химических соединений. Образование новых химических соединений является идеологической основой физико-химической диагностики, а определение количества вновь образованных характерных компонентов и скорости их образования лежит в основе определения состояния изоляции и глубины энергетических воздействий на нее.

До начала проведения реформ управление электроэнергетикой Великобритании, как и в России, осуществлялось на жестком вертикальном принципе. Вся электроэнергетика Великобритании была государственной и состояла из Центрального электроэнергетического управления (ЦЭУ) и 12 небольших территориальных энергетических управлений (ТЭУ). Все управления принадлежали государству. ЦЭУ несло ответственность за производство и'передачу электроэнергии по сетям высокого напряжения и являлось монопольным производителем электроэнергии; ТЭУ обеспечивали распределение электроэнергии по своим территориям. Территориальные управления покупали электроэнергию у ЦЭУ по фиксированной цене, и их хозяйственная деятельность строго регулировалась государством. Крупные финансовые решения, в том числе инвестиционные планы и уровни тарифов, определялись в министерстве энергетики. Тарифы для конечных потребителей основывались на себестоимости производства, передачи и распределении электроэнергии с небольшой добавкой на прибыль.

Все это громадное хозяйство, размещенное на значительной территории, эксплуатируется силами Мин- • энерго СССР, Госкомсельхозтехникой и производственно-эксплуатационными объединениями «Сельхозэнерго». Сетевые предприятия Минэнерго СССР эксплуатируют линии электропередачи сельскохозяйственного назначения, трансформаторные подстанции и внешние сети низкого напряжения, находящиеся на балансе районных энергетических управлений.

Реорганизация районных энергетических управлений (РЭУ) в производственные энергетические объединения (ПЭО), сопровождаемая централизацией и механизацией функций управления районными энергетическими системами, дает значительный эффект.

Одним из основных направлений совершенствования управления в энергетике в 70-х годах было применение современных средств обработки информации и экономико-математических методов для решения управленческих задач и создание автоматизированных систем управления на уровне Минэнерго СССР, районных энергетических управлений, электростанций и сетевых предприятий. В десятой пятилетке была сдана в эксплуатацию первая очередь отраслевой автоматизированной системы управления (ОАСУ) «Энергия», включающая:

совершенствование организационных структур в основном звене управления, дальнейшее преобразование районных энергетических управлений (РЭУ) в производственные энергетические объединения (ПЭО);

По выполняемым функциям будем различать системообразующие, питающие и распределительные сети. Системообразующие сети напряжением 330—1150 кВ осуществляют функции формирования объединенных энергосистем, объединяя мощные электростанции и обеспечивая их функционирование как единого объекта управления, и одновременно обеспечивают передачу электроэнергии от мощных электростанций. Системообразующие сети осуществляют системные связи, т. е. связи очень большой длины между энергосистемами. Режимом системообразующих сетей управляет диспетчер объединенного диспетчерского управления (ОДУ). В ОДУ входит несколько районных энергосистем— районных энергетических управлений (РЭУ).

Необходимы выдача наряда и оформление допуска к работам в соответствии с требованиями правил при производстве в электроустановках предприятий аварийных работ дежурными бригадами городских сетей или районных энергетических управлений. В данных случаях при 'отсутствии на подстанции предприятий лиц, имеющих право выдачи наряда, выдавать его имеет право дежурный или оперативно-ремонтный персонал предприятия по указанию лица, ответственного за электрохозяйство.

2.1.2. Потребителям всех отраслей промышленности для технологических целей при мощности до 1000 кВт в единице — энергонадзоры районных энергетических управлений Минэнерго СССР, производственных энергетических объединений, главных производственных управлений энергетики и электрификации союзных республик.

2.3. Главное управление Государственного энергетического надзора Минэнерго СССР, энергонадзоры районных энергетических управлений, производственных энергетических объединений, главных производственных управлений энергетики и электрификации союзных республик дают разрешение на применение электронагревательных приборов в случае, когда технико-экономические расчеты и необходимость получить высокую чистоту и высокое качество изделий диктуют применение электронагрева и когда производство продукции или проведение технологической операции невозможно осуществить, используя другие виды энергоносителей.

гетические управления, производственные энергетические объединения, главные производственные управления энергетики и электрификации Минэнерго СССР, не имеющие районных энергетических управлений, а также Минэнерго Узбекской ССР и Молдглавэнерго по заявкам сельскохозяйственных органов при выполнении следующих условий:

5.1.1. Потребителям всех отраслей народного хозяйства в отдельных исключительных случаях при наличии технико-экономического обоснованиям установкой электронагревательных приборов заводского изготовления до 10 кВт, а также независимо от установленной мощности для отопления вагонов-бытовок на строительных объектах, различных киосков, палаток, павильонов, магазинов и других мелких потребителей, тяговых подстанций и объектов электрифицируемых железных дорог — энергонадзоры районных энергетических управлений, производственных энергетических объединений, главных производственных управлений энергетики и электрификации союзных республик.