Освещении фотодиода

для применения на всех нефтепроводах (кроме находящихся в районах Сибири). На стороне высшего напряжения иногда предусматривают перемычку. Рассмотрим принципиальную типовую схему электрических соединений одной из подстанций 110/6(10) кВ с двумя трансформаторами мощностью 25—40 МВ-А с расщепленными обмотками 6(10) кВ ( 11.19). Питание подстанции осуществляется двумя линиями 110 кВ по блочной схеме «линия — трансформатор». Разъединители в цепи перемычки нормально отключены, и оба блока «линия — трансформатор» работают раздельно на стороне 110 кВ. Каждый блок обеспечивает полностью мощность, необходимую для НПС. Каждый из главных трансформаторов связан с питающей линией 110 кВ через отделитель. На стороне 6(10) кВ принята одинарная система шин, секционированная масляным выключателем. Для питания потребителей собственных нужд понизительной подстанции (обдув трансформаторов, приводы выключателей, отделителей и ко-роткозамыкателей, выпрямительные блоки питания оперативных цепей защиты и автоматики, освещение, вентиляция РУ 6(10) кВ и др.) устанавливают два трансформатора 6(10)/0,4— 0,23 кВ. Каждый трансформатор мощностью 63 кВ-А присоединяется отпайкой от цепи 6(10) кВ главного трансформатора.

Воздушные линии ПО—220 кВ энергоемких предприятий обычно выполняются двухцепными. Кабельные линии 110—220 кВ прокладываются в траншее (одна-две линии) или в туннеле (три линии и более). При туннельной прокладке совместно с кабелями 110—220 кВ укладываются другие кабели: контрольные, отключающего импульса, собственных нужд туннеля (освещение, вентиляция, сигнализация и пожаротушение). Кабели ПО— 220 кВ в галереях прокладываются редко, в связи с необходимостью оборудования их системами пожаротушения и отопления (допустимый режим не ниже —5°С). Часто сама ПГВ 110—220 кВ сооружается закрытого типа, особенно для предприятий с загрязненной и агрессивной 162

торов и др.) и общестанционные (насосы технического водоснабжения, насосы откачки воды из отсасывающих труб, дренажные и пожарные насосы, отопление, освещение, вентиляция, подъемные механизмы и др.).

Освещение, вентиляция ЗРУ _ 7 1 0 7 _

телей, шкафа зажимов Подогрев релейного шкафа Отопление, освещение, вентиляция:

б) разделения оперативных цепей и остальных цепей собственных нужд подстанции (освещение, вентиляция, сварка и т. д.), что существенно повышает надежность оперативных цепей.

а) разделения оперативных цепей и остальных цепей собственных нужд подстанции (освещение, вентиляция, свгрка и т.д.), что существенно повышает надежность оперативных цепей;

В коллекторах предусматриваются электрическое освещение, вентиляция, противопожарные средства.

3) затраты электроэнергии на вспомогательные нужды (освещение, вентиляция, цеховой электротранспорт и т.п.);

пей защиты и автоматики, освещение, вентиляция РУ 6(10) кВ и др.) устанавливают два трансформатора б (10)/0,4-0,23 кВ. Каждый трансформатор мощностью 630 кВ-А присоединяется отпайкой от цепи 6 (10) кВ главного трансформатора. Защиты трансформаторов выбирают так же, как для соответствующих трансформаторов на подстанциях компрессорных станций. В частности, трансформаторы мощностью 2500 кВ-А имеют дифференциальную токовую защиту, максимальную токовую защиту от коротких замыканий, токовую защиту от перегрузок с действием на сигнал, газовую защиту, температурную сигнализацию. Дифференциальная защита и отключающий контакт (вторая ступень) газового реле при срабатывании действуют на включение короткозамыкателя на стороне 110 кВ трансформатора, что приводит к отключению трансформатора отделителем на стороне 110 кВ и бестоковой паузе.

энергии, необходимой на различные вспомогательные нужды (отопление зданий, освещение, вентиляция и т.п.).

Если к неосвещенному фотодиоду подключить источник, значение и полярность напряжения которого можно изменять, то снятые при этом вольт-амперные характеристики будут иметь такой же вид, как и у обычного полупроводникового диода ( 4.7). При освещении фотодиода существенно изменяется лишь обратная ветвь вольт-амперной характеристики, прямые же ветви практически совпадают при сравнительно небольших напряжениях. Отрезок Об на 4.7 соответствует напряжению холостого хода освещенного фотодиода, т. е. фото-э. д. с., а отрезок Оа — току короткого замыкания фотодиода. Участок аб характеризует работу фотодиода в режиме фотогенератора. Вольт-амперные характеристики фотодиода в этом режиме при разных значениях светового потока построены на 4.8. При наличии резистора во внешней цепи фотодиода ток и напряжение могут быть определены графически по

Когда фотодиод не освещен, в цепи нагрузочного резистора Ra проходит обратный ток порядка 3 -т- 30 мка, являющийся темновым током фотодиода. При освещении фотодиода увеличивается число

Если к неосвещенному фотодиоду подключить источник напряжения, величину и полярность которого можно изменять, то снятые при этом вольт-амперные характеристики будут иметь такой же вид, как и у обычного полупроводникового диода ( 8.5). При освещении фотодиода существенно изменяется лишь обратная ветвь вольт-амперной характеристики, прямые же ветви практически совпадают при сравнительно небольших значениях напряжения. Точки пересечения вольт-амперных характеристик освещенного диода (точки /, 2 и 3 8.5, а) с осью абсцисс соответствуют напряжениям холостого хода при разной освещенности, т. е. фото-ЭДС (эти же точки /, 2 и 3 в IV квадранте см. на 8.4, б). Точки 1', 2' и 3' соответствуют току короткого замыкания фотодиода (см. 8.5, а). Участки 1 — Г, 2— 2' и 3 — 3' характеризуют работу фотодиода как фотогенератора. При наличии резистора во внешней цепи фотодиода ток и напряжение могут быть определены графически по точкам пересечения вольт-амперных характеристик фотодиода и резистора (см. 8.4, б). Очевидно, что

фотодиод не освещен, в цепи проходит темновой ток. При освещении фотодиода происходит генерация электронов и дырок. Под действием электрического поля источника Еа неосновные носители слоев р- и n-типов полупроводника создают в цепи ток, значение которого практически определяется только световым потоком Ф и равно приблизительно току короткого замыкания в генераторном режиме. Поэтому чувствительность фотодиодов в обоих режимах принято считать одинаковой. Для германиевых фотодиодов интегральная чувствительность достигает 20 мА/лм.

Схема включения фотодиода приведена на 4.13. При отсутствии светового потока в цепи проходит небольшой тем-новой обратный ток. При освещении фотодиода ток резко возрастает.

рон — дырка). Неосновные носители, возникшие в прилегающих к p-n-переходу областях на расстоянии, не превышающем диффузионной длины, диффундируют к р-я-переходу и проходят через него под действием электрического поля или, с точки зрения энергетической диаграммы, скатываются с потенциального барьера ( 9.19). Поэтому обратный ток через фотодиод возрастает при освещении. К аналогичному результату приводит поглощение квантов света непосредственно в р-п-переходе. В результате при освещении фотодиода обратный ток через него возрастает на величину, называемую фототоком ( 9.20).

В рабочем диапазоне обратных напряжений при освещении фотодиода обратные токи практически не зависят от приложенного напряжения, хотя обратная ветвь ВАХ фотодиода в затемненном состоянии может не иметь участка насыщения тока.

Энергетическая диаграмма гетероперехода, смещенного в обратном направлении, показана на 9.23. При освещении фотодиода с таким гетеропереходом со стороны широкозонного полупроводника квантами света с энергией /iv (AJ?i>/iv>A32) свет поглощается в узкозонном полупроводнике. Широкозонный полупроводник оказывается прозрачным для таких квантов света. Возникающие при этом неосновные носители заряда, проходя через гетеропереход, создают фототок.

При освещении фотодиода (Ф > 0) в его базе (пластине п—Ge в приборе, изображенном на 14-13) под действием квантов света развивается процесс генерации пар зарядов. Наиболее интенсивен процесс генерации пар зарядов у внешней поверхности базы. Вновь образовавшиеся электроны и дырки диффундируют через толщу базы к р-п переходу. Дырки увлекаются контактным полем §к и выбрасываются в р-область, увеличивая таким образом плотность потока неосновных носителей через переход, а следовательно, и обратный ток в приборе. Для того чтобы вновь образовавшиеся дырки могли в большинстве своем достичь области р-п перехода, толщина базы должна быть меньше диффузионной длины дырок: w < Ьр.

При освещении фотодиода появляется дополнительное число электронов и дырок, вследствие чего увеличивается переход неос-

При освещении фотодиода (Ф > 0) в его базе (пластине п—Ge в приборе, изображенном на 14-13) под действием квантов света развивается процесс генерации пар зарядов. Наиболее интенсивен процесс генерации пар зарядов у внешней поверхности базы. Вновь образовавшиеся электроны и дырки диффундируют через толщу базы к р-п переходу. Дырки увлекаются контактным полем §к и выбрасываются в р-область, увеличивая таким образом плотность потока неосновных носителей через переход, а следовательно, и обратный ток в приборе. Для того чтобы вновь образовавшиеся дырки могли в большинстве своем достичь области р-п перехода, толщина базы должна быть меньше диффузионной длины дырок: w < Ьр.