Проводящее состояние

Гэаничным условием для рассматриваемой задачи является равенство нулю касательной составляющей напряженности электростатического поля на проводящей поверхности. Покажем, что поле двух зарядов, заданного Q и фиктивного Qlt равноудаленных от граничной поверхности, т. е. отстоящих друг от друга на расстоянии '2d, и расположенных в однородном диэлектрике с проницаемостью 8, такое же, как и исследуемое поле. Величина заряда Qt определится из граничного условия. В области / ( 1-10) заряд и среда такие же, как и в основной задаче. При одинаковых граничных условиях, по теореме единственности решения уравнений поля, векторы поля в обеих задачах должны быть одинаковыми. На плоскости хОу напряженность поля двух точечных зарядов по (1-2)

Величина Rc зависит от числа контактных точек (площадок) на контактных поверхностях или от отношения проводящей поверхности к кажущейся контактной поверхности. С увеличением давления на контактные поверхности число контактных точек растет и величина сопротивления стягивания падает. Найдено, что:

19.28. Какая сила действует на точечный заряд в 10~10 Кл, расположенный в воздухе, если он помещен: а) на расстоянии d = 5 см от плоской проводящей поверхности; б) на расстоянии d = 5 см от плоской стеклянной бесконечно толстой пластины. Относительная электрическая проницаемость стекла е = 6. Вычислить работу, совершаемую при удалении заряда в бесконечность (для обоих случаев).

19.37. Двухпроводная линия расположена в диэлектрике вблизи плоской проводящей поверхности. Относительная электрическая проницаемость диэлектрика е = 2. Расположение проводов и все необходимые размеры в сантиметрах даны на 19.7, б. Радиус каждого провода г0 = 0,2 см. Определить напряжение ?/12 между проводами линии, если линейная плотность заряда первого провода т2 = = 10~8 Кл/м, а линейная плотность заряда второго провода т2 = = — Ю-8 Кл/м.

19.28. Какая сила действует на точечный заряд в 10~10 Кл, расположенный в воздухе, если он помещен: а) на расстоянии d = 5 см от плоской проводящей поверхности; б) на расстоянии d = 5 см от плоской стеклянной бесконечно толстой пластины. Относительная электрическая проницаемость стекла е = 6. Вычислить работу, совершаемую при удалении заряда в бесконечность (для обоих случаев).

19.37. Двухпроводная линия расположена в диэлектрике вблизи плоской проводящей поверхности. Относительная электрическая проницаемость диэлектрика е = 2. Расположение проводов и все необходимые размеры в сантиметрах даны на 19.7, б. Радиус каждого провода г0 = 0,2 см. Определить напряжение ?/12 между проводами линии, если линейная плотность заряда первого провода т2 = = 10~8 Кл/м, а линейная плотность заряда второго провода т2 = = — Ю-8 Кл/м.

В качестве системы заряженных тел рассмотрим многопроводную линию из п весьма длинных проводов с зарядом тк на единицу длины (индексу заряда соответствует номеру провода), протянутых параллельно проводящей поверхности (например, поверхности земли). Высота подвеса и радиус каждого провода известны, а также известна электрическая проницаемость еа среды, окружающей провода.

Заряд на верхней грани электрета численно равен заряду на нижней грани электрета плюс Заряд, индуцированный на мембране. Если учесть, что плотность заряда на проводящей поверхности равна произведению напряженности поля в точке диэлектрика, граничащей с проводящей поверхностью, на электрическую проницаемость диэлектрика, то получим

ностью проводящей среды на расстоянии h от нее ( 1536). Линия на 153а, изображавшая поверхность проводящей среды, на 1536 изображает эквипотенциальную поверхность нулевого потенциала. При этом силу притяжения заряда Q к проводящей поверхности можно заменить силой взаимодействия между двумя точечными зарядами +Q и — Q:

4. (Р) Рассчитайте емкость воздушных двухпроводных линий ( В25.3). Потенциал отмеченных штриховой линией поверхностей равен нулю. Определите погрешность расчета емкости при пренебрежении влиянием проводящей поверхности. Исходные численные данные сведены в таблицу.

10. (Р) Провода транспонированной (варианты а-г) трехфазной линии протянуты вблизи проводящей поверхности сложной формы и равноудалены друг от друга ( В25.5). Рассчитайте емкость провода, принимая диэлектрическую проницаемость среды равной г0, радиусы проводов R, расстояние между ними D. Необходимые размеры приведены в таблице. Оцените погрешность расчета емкости провода при допущении, что среда однородна.

У тиристора помимо анодного и катодного выводов имеется дополнительный вывод управляющего электрода. Он позволяет управлять моментом перехода прибора в проводящее состояние. Вентиль отпирается, когда ток управляющего электрода превысит пороговое значение, а к анодному выводу не будет приложено положительное смещение. Тиристор остается в открытом состоянии, пока к анодному выводу не будет приложено отрицательное напряжение.

Динистор - управляемый анодным напряжением двунаправленный переключатель. Динистор не проводит ток в обоих направлениях до тех пор, пока напряжение на нем не превысит напряжения переключения, тогда динистор переходит в проводящее состояние и его сопротивление становится равным нулю.

Значительное распространение в РПЛМ получили МОП-транзисторы с плавающим затвором и лавинной инжекцией ( 4.1). Структура такого транзистора аналогична обычному МОП-транзистору с поликремниевым затвором, который гальванически не связан с остальной схемой. В исходном состоянии транзистор не проводит ток (см. 4.1, а). Для перехода в проводящее состояние (запись) между истоком и стоком транзистора прикладывается достаточно большое напряжение (около 50 В) в течение примерно 5 мс. Это вызывает лавинный пробой истокового (стокового) р-п-перехода и инжекцию электронов в поликремниевый затвор. Заряд, примерно равный 107 Кл/см2, захваченный затвором (см. 4.1, б), индуцирует канал, соединяющий исток и сток, и может сохраняться длительное время (10—100 лет) после снятия напряжения, так как затвор окружен оксидным слоем, имеющим очень малую проводимость.

Тринистор, как и динистор, может находиться в одном из двух состояний устойчивого равновесия. Если переключение динисто-ра в проводящее состояние происходит при достижении основным напряжением И& определенного значения С/Вкл, то переключение тринистора в проводящее состояние почти не зависит от приложенного к нему основного напряжения. Тринистор может быть переведен в проводящее состояние путем подачи напряжения положительной полярности [Уупр на управляющий электрод. Как видно из эквивалентной схемы ( 66, б), ток управляющего электрода /упр добавляется к току, протекающему через прибор, т. е. в область р% вводятся добавочные носители. Это увеличивает число актов ионизации атомов в переходе П2 и соответственно ток, протекающий через прибор. В связи с этим напряжение включения С/Вкл, при котором начинается лавинообразное увеличение тока, уменьшается. Зависимость снижения напряжения включения от тока управления /упр показывает семейство вольт-амперных характеристик ( 67). Вольт-амперная характеристика тринистора, снятая при нулевом токе управляющего электрода /упр = 0, подобна характеристике динистора. Рост тока управляющего электрода приводит к смещению вольт-амперной характеристики в сторону меньших значений напряжения включения. При значительном токе управляющего электрода /упр, который называется током спрямления /спр, вольт-амперная характеристика тринистора переходит в характеристику обычного диода, и участок с отрицательным сопротивлением исчезает. Таким образом, меняя ток управляющего электрода, можно регулировать значение напряжения включения почти независимо от внешнего напряжения Ua.

Симметричный тиристор. Такой тиристор представляет собой пятислойный полупроводниковый прибор с я-р-п-р-п-структурой, обладающий отрицательным сопротивлением на прямой и обратной ветвях вольт-амперной характеристики. Отличительная особенность таких симметричных тиристоров в том, что они могут проводить ток независимо от полярности приложенного к аноду напряжения и включаться в проводящее состояние управляющим импульсом любой полярности. Запирается прибор путем снятия разности потенциалов между катодом и анодом или изменения полярности на них.

Управляющий электрод УЭ ( 68, а) расположен в центре, а верхние металлические контакты левой и правой секций прибора электрически связаны. При положительном потенциале электрода Л относительно К тиристорная структура образуется переходами Яь П2, Я3. Переход Я4 является управляющим. При подаче положительного включающего импульса происходит ин-жекция дырок через переход П^. Последние диффундируют к переходу Я2, и часть их проникает в область р\, повысив ее потенциал относительно области пч. Повышение потенциала области р\ будет способствовать увеличению потока электронов из области п2 в область р\. Так как переход П\ смещен в обратном направлении, то электроны области п2, дошедшие до него, будут втягиваться полем перехода П\ в область п\ и достигать катода. Процесс продолжится до тех пор, пока структура п\-р\-пъ-рч не перейдет в проводящее состояние.

Симметричные тиристоры обладают симметричной относительно начала координат вольт-амперной характеристикой. Как видно из семейства вольт-амперных характеристик ( 69), прибор может быть переведен в проводящее состояние при любом напряжении, приложенном между анодом и катодом, но при различных токах управления. Следует отметить, что токи управления для прямой и обратной ветви различны:

В исходном состоянии с выхода Вых! триггера сигнал 0 поступает на вход Вх2' и устанавливает диод в проводящее состояние. Запускающий импульс положительной полярности поступает на базу открытого транзистора и закрывает его, что вызывает опрокидывание триггера.

Если МОП-транзисторш включены в матрицу ПЗУ вместо диодов, то имеется возможность программировать его, подав на соответствующие транзисторы импульсы высокого напряжения и переведя их тем самым в проводящее состояние.

Особенностью МОП-транзистора с плавающим затвором является то, что заряд с затвора можно снять, подействовав на него ультрафиолетовым светом большой интенсивности или рентгеновским излучением. Для этого в корпусе ПЗУ выполняется окно и, как только необходимо стереть старую и записать новую программу, ПЗУ облучают ультрафиолетовым светом в течение 20—30 мин. Снятие отрицательного заряда с затвора объясняется фотоэлектронной эмиссией: фотоны передают энергию электронам материала затвора и последние эмиттируют с его поверхности, унося в окружающее пространство отрицательный заряд. Если изменить структурную схему канала в МОП-транзисторе, выполнить исток и сток из га-кремния, а основание — из р-кремния, а поверх «плавающего» затвора нанести изолированный от него управляющий затвор ( 130, б), то получится элемент постоянной памяти о новыми свойствами: если плавающий затвор не заряжен отрицательно, то, подавая на управляющий затвор положительное напряжение, можно перевести МОП-транзистор в проводящее состояние, создав инверсионный n-слой. Если плавающий затвор заряжен отрицательно, то его поле препятствует образованию га-слоя в канале, отталкивая электроны. Условное изображение МОП-транзистора о управлением плавающим затвором дано на 130, г.

Заряд на плавающем затворе сохраняется и в отсутствии напряжения, поддерживая проводящее состояние структуры исток — сток при считывающем напряжении малой амплитуды. Таким образом, проводимость канала модулируется зарядом на плавающем затворе.