Процессом рекомбинации

2. Модернизация жаккардовой машины с целью обеспечения гибкого управления процессом производства ТУК путем перехода от механического управления исполнительными механизмами ткацкого станка (крючками жаккардовой машины, челноками и т. д.), воздействующими на основные и уточные нити в процессе ткачества, к электромагнитному управлению жаккардовой машиной от управляющей программы (ППП технологического проектирования), поступающей от микроЭВМ ЧПУ ткацкого станка. 462

Конечным результатом автоматизированного проектирования должна являться подготовка конструкторско-'технологической документации для производства, причем документации в таком виде, который допускал бы автоматизированное управление непосредственно технологическим процессом производства разработанного изделия или его части. Такие системы проектирования, являющиеся средством создания совершенных радиоэлектронных аппаратов и радиоэлектронных систем, могут служить примерами достижений научно-технической революции.

В цехах с непрерывным процессом производства, например на металлургических предприятиях, магистральные схемы используются с взаимным резервированием питания отдельных магистралей. На 3.4 приведена схема, которая позволяет вывести в ремонт один из трансформаторов, используя перегрузочную способность других, или обеспечить питание нескольких магистралей от одного трансформатора.

Проектирование систем электроснабжения предприятий осуществляется на основе генерального плана объекта, на который наносятся все производственные цеха и отдельные участки предприятия. Расположение цехов на генеральном плане определяется технологическим процессом производства, а также архитектурно-строительными и эксплуатационными требованиями.

Вентиляционные установки. Их применяют как ото-пительно-вентиляционные (приточно-вытяжная и циркуляционно-калориферная вентиляция, тепловые завесы) и как производственную вентиляцию, связанную с технологическим процессом производства. Снижение электрических нагрузок в вентиляционных установках в основном определяется автоматизацией их работы в зависимости от режима работы основного оборудования, участка, цеха. Например, на моечных машинах, где изделия проходят промывку перед окраской, работа электропривода вентилятора, отсасывающего влажный воздух и пар, должна быть сблокирована с работой транспортера, подающего изделия на промывку. Это отно-сится также к электроприводу вентиляционных установок, подающих воздух для перемешивания жидкости в цехах металлопокрытий, ваннах никелирования, обезжиривания и пр., к электроприводу

их проектирования и выполнения, диктуемых технологическим процессом производства, планировкой здани-й, условиями окружающей среды отдельных отраслей промышленности. Эти особенности, естественно, должны учитываться для обеспечения достаточной надежности и технико-экономической целесообразности. Отметим особенности выполнения электрических сетей для потребителей 1-й и 2-й категорий некоторых отраслей промышленности.

Повышение степени интеграции современных микросхем приводит к резкому увеличению сложности и трудоемкости их проектирования. При таких условиях значение автоматизации проектирования (или машинного проектирования) ИМС и особенно БИС с помощью ЭВМ существенно возрастает. Если говорить об идеальной системе машинного проектирования топологии БИС, то подразумевается, что она должна выдавать конструкторскую документацию и перфоленты или магнитные ленты, с помощью которых осуществляется управление процессом производства фотошаблонов при подаче на ее вход информации об электрической схеме проектируемой БИС. Достигнутый уровень развития систем машинного проектирования топологии БИС, к сожалению, еще далек от идеального, если не считать некоторых систем с очень узкой специализацией. Тем не менее машинное проектирование, будучи надежным вспомогательным средством для конструктора микросхем, уже сейчас вносит большой вклад в сокращение времени и стоимости разработки БИС, освобождая инженера от выполнения большого объема сложных расчетов и других рутинных работ, связанных с проектированием БИС. Следует особо подчеркнуть, что для сохранения высокой эффективности в проектировании, сложность которого прогрессивно возрастает, развитие методов и средств самого машинного проектирования БИС должно происходить еще более быстрыми темпами.

Управление электроприводом заключается в пуске и останове электродвигателя, регулировании частоты его вращения, торможении и реверсировании, т. е. сводится к непрерывному поддержанию режима, обусловленного технологическим процессом производства. Управление электроприводом может быть ручным или автоматическим.

Электродвигатели мощностью 40 кВт и выше, а также электродвигатели, в которых нагрузки определяются технологическим процессом производства, должны иметь амперметр для измерения тока статора. На шкале амперметра красной чертой отмечают силу тока, превышающую номинальную электродвигателя на 5%. Синхронные двигатели должны, кроме того7"иметь амперметр в цепи возбуждения.

Современные производственные процессы протекают при таких скоростях, температурах и давлениях, что человек уже не в состоянии осуществлять непосредственно контроль над ними. И здесь на помощь приходят автоматические устройства, обеспечивающие контроль и управление процессом производства.

2. Коэффициент формы /Сф,а для подавляющего количества предприятий с достаточно ритмичным процессом производства изменяется в пределах от 1,05 до 1,15.

Таким образом, распределение носителей рп, инжектированных эмиттером в базу, изменяется по линейному закону ( 6.4, а). Следует отметить, что реальное распределение носителей несколько отличается от линейного закона, что объясняется процессом рекомбинации некоторого числа дырок с электронами. На 6.4 индексом «О» обозначены равновесные концентрации носителей. Распределение носителей пр в области эмиттера аналогично их распределению в диоде при прямом включении, а распределение в области кол-

ей (свободный электрон из зоны проводимости переходит в валентную зону). При некоторой установившейся температуре полупроводник находится в состоянии термодинамического равновесия. Процесс генерации уравновешивается процессом рекомбинации.

Пренебрегая процессом рекомбинации носителей заряда, получим уравнение — ^ — Dp——%-, которое представляет собой вто-

При ?/кэ>^кэ,н на коллекторном переходе появляется обратное напряжение, на эмиттерном — сохраняется прямое. Этот режим подробно рассмотрен в § 1.4. Ток базы в этом режиме, обусловленный процессом рекомбинации неосновных носителей в базе, равен разности эмиттерного и коллекторного токов, он описывается выражением (1.3). Входная характеристика транзистора 1.7,6 в этом режиме строится по прямой ветви ВАХ эмиттерного перехода, но значения тока уменьшаются на коэффициент (1—а), показывающий, что ток базы — это лишь рекомбинацией-ная составляющая эмиттерного тока.

При прямом напряжении на диоде носители разных знаков подходят к p-n-переходу. Если прямое напряжение мало, то высота потенциального барьера на переходе велика и основная часть носителей не может преодолеть потенциальный барьер перехода, но вблизи середины p-n-перехода может происходить их рекомбинация ( 3.12,6). Составляющую прямого тока, связанную с процессом рекомбинации носителей в р-п-переходе, называют рекомбинационным током. Надо понимать условность этого термина, так как прямой ток, связанный с инжекцией неосновных носителей в прилегающие к переходу области (см. § 3.2), также сопровождается рекомбинацией инжектированных носителей либо в базе диода, либо на омическом переходе диода. При больших для диода прямых напряжениях высота потенциального барьера на переходе небольшая. Поэтому прямой ток при больших прямых напряжениях будет вызван в основном инжекцией носителей через уменьшенный потенциальный барьер перехода. Следовательно, рекомбинационный ток может сказываться на значении прямого тока через диод только при малых прямых напряжениях ( 3.13).

Физический смысл уравнения (6.66) заключается в следующем: снижение заряда в базе Qc — Of, на интервале времени ta— 1{ определяется процессом рекомбинации (член — QC/TB) , а на интервале t\ — 12 — еще

ров часто уравновешивается процессом рекомбинации, т. е. процессом воссоединения ионов в нейтральные молекулы, который обусловливает область насыщения и независимости тока от напряжения.

При ?/кэ>^кэ,н на коллекторном переходе появляется обратное напряжение, на эмиттерном — сохраняется прямое. Этот режим подробно рассмотрен в § 1.4. Ток базы в этом режиме, обусловленный процессом рекомбинации неосновных носителей в базе, равен разности эмиттерного и коллекторного токов, он описывается выражением (1.3). Входная характеристика транзистора 1.7,6 в этом режиме строится по прямой ветвн ВАХ эмиттерного перехода, но значения тока уменьшаются на коэффициент (1—а), показывающий, что ток базы — это лишь рекомбинацион-ная составляющая эмиттерного тока.

йноду, т.е когда между анодом и катодом подается отрицательное напряжение, либо путем уменьшения нагрузочного тока до значений ни-h«e поддерживающего тока, когда прерывается действие внутреннего Механизма положительной обратной связи. Способ запирания определяется типом коммутирующей схемы (узла коммутации). При изменении знака напряжения в анодной цепи структуры два внешних перехода (катодный и эмиттерный) смещаются в обратное направление. При ом центральный переход по-прежнему находится под прямым смещением. Механизм удаления накопленных зарядов из структуры тиристора зависит от уровня инжекции в обеих базах Если в широкой л-ба- реализуется высокий уровень инжекции, а в узкой р-базе — низкий, то именно р-слой первым освобождается от заряда избыточных носителей ( 2.48). Сначала у катодного перехода избыточная концентрация электронов уменьшается до нуля и начинает образовываться об-тасть пространственного заряда, воспринимающая внешнее отрицательное анодное напряжение. Однако катодный переход, имея низкое Предельное напряжение, быстро пробивается уже при значениях этого Напряжения в несколько вольт Пробой по своей природе не является катастрофическим и носит обратимый характер. Затем происходит ^восстановление запирающих свойств анодного перехода, что обеспечивает прерывание анодного тока через структуру. Этот интервал переходного процесса выключения структуры называется временем восстановления обратной запирающей способности, когда тиристор способен блокировать отрицательное анодное напряжение. Однако было бы ошибкой сразу после этого подать прямое напряжение на ключ. Заряд избыточных дырок в широкой л-базе по-прежнему достаточно велик и мгновенно приведет в действие регенеративный механизм включения Уменьшение этого заряда за счет протекания отрицательного анодного тока (дырки при этом уходят через анодный переход) на интервале восстановления запирающих свойств скомпенсировано ин-жекцией дополнительного заряда через прямосмещенный центральный переход. Поэтому необходимо некоторое время, называемое временем восстановления прямой запирающей способности, чтобы заряд в л-базе уменьшился до некоторого критического значения Таким образом, процесс выключения тиристорной структуры в данном случае определяется процессом рекомбинации накопленного заряда дырок в базовом л-слое и со схемотехнической точки зрения эквивалентен запиранию насыщенного p-n-p-транзистора при нулевом базовом токые. Важно подчеркнуть, что при этом характер внешней нагрузки, определяющий значение обратного анодного тока и напряжения не влияет на скорость выключения тиристора.

Затем начинается этап нарастания коллекторного тока. Для количественного анализа переходных процессов в биполярном транзисторе используют метод заряда, в соответствии с которым изменение накопленного заряда в базе определяется входным током транзистора и процессом рекомбинации носителей: