Подвижных носителей

Широкое распространение в технике получили мостовые цепи. Один из вариантов такой цепи приведен на 1.27. Выводы and резисторов rt —г4 присоединены к источнику постоянного тока, к точкам 6 и с с помощью подвижных контактов (движков) присоединен некоторый приемник г5. Изменяя с помощью движков места подключения b и с приемника, можно изменять не только значения напряжения U s и тока /5 приемника в широких пределах, но также и их направления. Действительно, переместив верхний движок к выводу «, нижний — к выводу d, согласно второму закону Кирхгофа и закону Ома получим U5 = U и /5 = U/rs. Изменив положения движков местами, будем иметь С/5 = — U и Is = ~ U/rs.

Сила, с которой якорь контактора притягивается к сердечнику, пропорциональна квадрату магнитного потока: F ~ Ф2, а магнитный поток изменяется по синусоидальному закону. Из этого следует, что сила притяжения за один период переменного тока достигает дважды амплитудного и нулевого значений, вследствие чего возникает вибрация якоря и подвижных контактов. Для уменьшения вибраций, а также возникающего при этом неприятного гудения якорь 3 снабжается короткозамк-нутым витком 10, охватывающим часть его сечения. Часть основного магнитного потока пронизывает короткозамкнутый виток и наводит в нем ЭДС. ЭДС вызывает ток, а ток — магнитный поток, сдвинутый по фазе относительно основного потока. Этот магнитный поток вызывает силу, удерживающую якорь в притянутом состоянии, когда сила притяжения от основного потока равна нулю.

В последнее время появились и быстро внедряются бесконтактные аппараты, называемые логическими элементами. Логические элементы не имеют движущихся частей, подвижных контактов и обладают значительным сроком службы. Системы автоматического управления с логическими элементами несравненно надежней, чем релейно-контакторные системы.

Барабанный контроллер может безотказно работать лишь при небольшом числе включений в час. Значительно лучше работает кулачковый контроллер (командоконтроллер). Основной его деталью является коммутирующее устройство кулачкового типа - кулачковый кон-такторный элемент. Схема устройства, коммутирующего две цепи, показана на 16.17. Здесь на управляющем валу 1 укреплены управляющие изоляционные кулачки 2. Две пружины 3 создают необходимое давление подвижных контактов 5 мостикового типа на неподвижные контакты 4, укрепленные на изолирующей плите 6. При повороте вала выступ кулачка давит на ролик 7, который отжимает подвижные контакты, и размыкает управляемую цепь в двух местах. Когда же при повороте вала выступ кулачка отходит от ролика, пружина 8 поворачивает рычаг, несущий подвижные контакты, и цепь замыкается.

И те и другие контакты могут быть выполнены замыкающими (3) (нормально-открытыми — н. о.) и р а з м ы к а ю щ и м и (Р) (нормально-закрытыми —.н. з.). Контактная система аппаратов, как правило, состоит из неподвижных и подвижных контактов, которые могут иметь самую различную форму ( 24.9). Подвижные контакты,

якоря 2, неподвижных контактов 6, подвижных контактов 10, дугогасите-льной камеры 9 (внутри камеры расположена дугогасительная катушка 5), стальных щек 7 и двух групп блок-контактов: замыкающих 8 и размыкающих 1. На 5.4 асбестоцементный кожух левой дугогаситель-ной камеры не показан. Главные контакты 6 и 10 производят переключения в силовой цепи, они рассчитаны на включение и отключение значительной силы тока. Блокировочные контакты используются для различных переключений в цепях управления, они рассчитаны на силу тока 5—10 А.

Универсальные переключатели состоят из отдельных секций А, Б и др., изолированных одна от другой пластмассовыми перегородками 5. Замыкание и размыкание контактов внутри каждой секции производятся пластмассовыми кулачковыми шайбами 4, обеспечивающими различные варианты соединения. В каждой секции имеются три шайбы: две для включения двух подвижных контактов и одна общая для отключения. Через все секции проходит центральный валик 3, на одном конце которого находится пластмассовая рукоятка 2.

Сплав эвтектического состава 22% Na 78% К имеет точку плавления Гпл = 262 К. (—11 С). При 100 С его плотность 7 = 0,85-103 кг/м3, удельное сопротивление р = 0,42 • 10~6 Ом-м. Для эвтектики Na —К — Cs точка плавления 7'ПЛ=193К ( —807'С), причем при 100 С ее плотность у а 0,86 • 103 кг/м3, удельное сопротивление р = 0,155 • 10 ~6 Ом • м. Для эвтектического сплава 67% Ga — 20,5% In -—12,5% Sn точка плавления ГПЛ = 283,7К (+10,6 С), а при 100 С плотность у = 6,48 • 103 кг/м , удельное сопротивление р = 0,33 • 10 ~6 Ом -м. Включая последовательно несколько пар разнополярных подвижных контактов (ПК) и увеличивая тем самым число взаимно электрически изолированных активных участков якоря УМ, можно существенно повысить напряжение якоря. Однако при этом усложняется конструкция УМ. Характерная особенность ударных УМ состоит в том, что во многих случаях они выполняются по контррогорной схеме, чтобы скомпенсировать реактивный момент, воспринимаемый при разряде ЭМН статором и монтажной плитой. Рассмотрим кратко отдельные установки, в которых используются ЭМН с ударными УГ, а также типичные компоновки УМ и их основные параметры.

5.13. Варианты устройства блока двух контрроторных УМ для ЭМН вертикальной компоновки: а—с независимыми токоотвода-ми от подвижных контактов в центре и на периферии встречно вращающихся верхнего и нижнего роторов; б—с объединенными подвижными контактами в центре (левая половина чертежа) или на периферии (правая половина чертежа) для встречно вращающихся роторов; 1, 2— верхний и нижний роторы; 3, 4—катушки возбуждения; 5,6 — щеточные контактные устройства; 7—токоотводы от центральных контактов; S—токоотводы от периферийных контактов; 9, 10—дополнительные подвижные контакты для подвода тока к катушкам возбуждения

Кнопки управления КУ 122-2, КУОЗ^, КУ1 и КУ2. Кнопки управления состоят из изоляционной колодки, на которой размещается контактная система, состоящая из неподвижных и подвижных контактов, толкателя, кнопки, нажатием на которую производится разрыв нормально закрытых (н. з.) контактов и включение нормально открытых (н. о.), контактной и возвратной пружин. Вся система помещена в кожух.

Автомат А-15Т (рис 10) собран на изоляционной плите и состоит из системы неподвижных и подвижных контактов, механизма свободного расцепления, расцепителя максимального тока и минимального напряжения. Автомат имеет магнитную систему, состоящую из электромагнитной катушки, сердечника и якоря. Подвижные контакты и блок-контакты нормально закрытые и нормально открытые мостикового типа укреплены на изолированном валике. Каждый полюс находится в своей дугогасительной камере с деионной решеткой. Каждый контакт состоит из главного, предварительного и разрывного. В схеме защиты автомата применены плавкие предохранители, два реле управления и два сопротивления.

Этой энергии при напряженности электрического поля ё > 6 МВ/м достаточно для ударного возбуждения атомов полупроводника, т. е. разрыва в них валентных связей и рождения пары "электрон—дырка". Происходит резкое увеличение числа подвижных носителей заряда и, следовательно, удельной проводимости полупроводника. Описанное явление называется лавинным пробоем. Лавинный пробой обратим. Свойства полупроводника восстанавливаются при уменьшении напряженности электрического поля. Этим лавинный пробой отличается от теплового пробоя. Последний наступает за лавинным пробоем при дальнейшем увеличении напряженности электрического поля и вызывает разрушение полупроводника.

лишенный подвижных носителей заряда и поэтому обладающий высоким электрическим сопротивлением,— так называемый запирающий слой ( 1.1,6). Толщина запирающего слоя обычно не превышает нескольких микрометров.

Токи, ограниченные пространственным зарядом (ТОПЗ). Такие токи имеют место в структуре металл—диэлектрик (или высокоом-ный полупроводник — металл) при малой высоте потенциального барьера в месте контакта. При этих условиях возникает инжекция электронов из металла в полупроводник. Диэлектрические и полупроводниковые пленки содержат много дефектов, играющих роль ловушек для подвижных носителей заряда. Последние захватываются ловушками и создают неподвижный пространственный заряд, ограничивающий ток через диэлектрик.

Физические процессы, протекающие в р—п—р—га-четырехслой-ных приборах, более сложны по своему характеру, чем процессы в полупроводниковых диодах и триодах. Основная специфика работы четырехсложных приборов состоит в наличии в них лавинообразных процессов, обусловленных внутренней обратной связью. Эта связь является следствием увеличения проводимости слоев и самих р—«-переходов при росте концентрации подвижных носителей. Структуру динистора можно представить в виде двух транзисторов со структурой р—«—р и «—р—«, соединенных вместе ( 7.15,6).

Фоторезистор представляет собой полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого изменяется под действием светового потока. Такое явление возникает в результате поглощения полупроводником лучистой энергии и образования при этом дополнительных подвижных носителей заряда, которые образуют дополнительную электропроводность, называемую фото-, проводимостью.

Таким образом, за счет термогенерации в собственном полупроводнике, который принято обозначать буквой i, образуются два типа подвижных носителей заряда: свободные элктроны п и дырки р, причем их количество одинаково (п^=р:). Эти носители заряда называют собственными, а электропроводность, ими обусловленную,— собственной электропроводностью. В полупроводниковой электронике используется не только собственная, но и примесная электропроводность, имеющая место в примесных полупроводниках.

Среди полупроводниковых диодов особняком стоят диодные элементы оптоэлектроники: фотодиод и светодиод. Фотодиодом называется фотоэлектрический прибор с одним р-л-переходом. В фотодиоде используется явление фотогенерации, т. е. генерации подвижных носителей заряда под действием света. Интенсивность фотогенерации определяется энергией квантов падающего на полупроводник излучения, их потоком и спектром поглощения полупроводника.

При больших токах преобладающей составляющей паразитных емкостей элемента ИаЛ являются диффузионные емкости /7-л-переходов, связанные с зарядом подвижных носителей, накопленных в базовой и эмиттерной областях переключательного транзистора. Время задержки в этом

Этой энергии при напряженности электрического поля ? > 6 МВ/м достаточно для ударного возбуждения атомов полупроводника, т. е. разрыва в них валентных связей и рождения пары "электрон-дырка". Происходит резкое увеличение числа подвижных носителей заряда и, следовательно, удельной проводимости полупроводника. Описанное явление называется лавинным пробоем. Лавинный пробой обратим. Свойства полупроводника восстанавливаются при уменьшении напряженности электрического поля. Этим лавинный пробой отличается от теплового пробоя. Последний наступает за лавинным пробоем при дальнейшем увеличении напряженности электрического поля и вызывает разрушение полупроводника.

Этой энергии при напряженности электрического ноля ? > 6 МВ/м достаточно для ударного возбуждения атомов полупроводника, т. е. разрыва в них валентных связей и рождения пары "электрон-дырка". Происходит резкое увеличение числа подвижных носителей заряда и, следовательно, удельной проводимости полупроводника. Описанное явление называется лавинным пробоем. Лавинный пробой обратим. Свойства полупроводника восстанавливаются при уменьшении напряженности электрического поля. Этим лавинный пробой отличается от теплового пробоя. Последний наступает за лавинным пробоем при дальнейшем увеличении напряженности электрического поля и вызывает разрушение полупроводника.

При диффузионном перемещении в базе часть электронов рекомбинирует с дырками в ее объеме и на поверхности перехода, а также рассеивается на не-однородностях кристаллической решетки; оставшиеся электроны подхватываются полем коллекторного перехода и выносятся в коллектор. При этом результирующий ток коллектора / к суммируется из двух составляющих, одна из которых обусловлена инжекцией подвижных носителей заряда из эмиттера, а вторая — обратным смещением на коллекторе. В этом смысле работа коллекторного перехода не имеет полной аналогии с работой обратносмещен-ного диода, поскольку через последний протекает только вторая составляющая за счет неосновных носителей заряда. Их перемещение в коллекторном переходе вызывает неуправляемый обратным ток /к gQ даже при разомкнутой цепи эммиттера (/ = 0).