Состоянии теплового

В разомкнутом состоянии сопротивление контакта должно быть достаточно большим (в идеале — бесконечность), что обеспечивается изолирующими свойствами среды в контактном промежутке. Разомкнутое состояние контакта, когда контактные поверхности полностью открыты для окружающей среды, характеризуется (особенно в первый момент после размыкания) усиленным химическим износом (коррозией). Как известно, она заключается в образовании под действием кислорода и серы воздуха оксидных и сульфидных пленок. У некоторых материалов эти пленки имеют мало отличающееся от чистого металла сопротивление контакта (серебро, вольфрам, молибден), у других (медь) эти пленки обладают весьма большим сопротивлением, что требует конструктивного обеспечения их разрушения при замыкании контакта.

Основное свойство тиристора, обеспечивающее ему самые разнообразные применения в автоматике, электронике, энергетике,— это способность находиться в двух устойчивых состояниях: закрытом и открытом. В закрытом состоянии сопротивление тиристора составляет десятки миллионов ом и он практически не пропускает ток при напряжениях до тысячи вольт; в открытом — сопротивление тиристора незначительно. Падение напряжения на нем около 1 В при токах в десятки и сотни ампер. Переход тиристора из одного состояния в другое происходит за очень короткое время, практически скачком. Среди тиристоров выделяют динисторы и тринисторы.

3. Измерить в холодном состоянии сопротивление нитей металлической и угольной ламп накаливания.

Остановимся на простых устройствах допускового контроля {Л. '19-113] с вентильными элементами, имеющими приближающуюся к ступенчатой вольт-амперную характеристику. Если на вход такого элемента подать модулирующее напряжение, то ток через вентильный элемент в закрытом состоянии, вызванный модулирующим напряжением, будет иметь весьма небольшое значение. В открытом состоянии сопротивление вентильного элемента резко падает, и проходящий через него ток, имеющий пульсирующий характер, значительно 'Возрастает. Таким образом, в вентильном элементе при воздействии на него модулирующего напряжения совмещаются функции модулятора и порогового элемента. Вентильный элемент управляется разностью между текущим значением контролируемой величины и значением уставки. На '19-112 представлены принципиальные схемы простейших устройств допускового контроля, содержащих верхнюю и нижнюю уставки, с использованием потенциометри-ческой и мостовой схем.

Сопротивление срезу в отожженном состоянии, кг!мм2..................

В объем проверки входит испытание изоляции обмоток двигателя мегомметром на 1000 В в холодном состоянии. Сопротивление изоляции каждой фазы по отношению к двум другим вместе с корпусом должно быть не менее: 0,2 МОм при номинальном напряжении 220 В; 0,4 и 0,7 МОм при номинальном напряжении 380 и 660 В соответственно. Если сопротивление изоляции ниже нормы, двигатель следует просушить.

сопротивление под ступнями (обуви, пола, верхнего слоя земли). При неблагоприятных условиях эти сопротивления малы. Однако главным утяжеляющим условием, отличающим рассматриваемый случай от прикосновения к заземленным предметам, является продолжительность прохождения тока через человека со всеми вытекающими отсюда последствиями. Человек, коснувшийся провода, может оказаться не в состоянии самостоятельно освободиться от него вследствие судорожного сокращения мышц руки. Если цепь не будет немедленно отключена (автоматическое отключение здесь не имеет мести) и пострадавшему не будет оказана необходимая помощь, смертельный исход неизбежен. Такие случаи, к сожалению, не столь редки. Единственный способ избежать их заключается в строгом соблюдении правил техники безопасности, категорически запрещающих работу в электрических установках и сетях под напряжением.

Заземленные части электрооборудования приобретают некоторый потенциал, пропорциональный отношению Zi/^ф-ъ где Z, — сопротивление зазем-лителя, Z,,_., — результирующее сопротивление изоляции фаза — земля. Если протяженность сети невелика и ее изоляция в хорошем состоянии, сопротивление Z,,_4 относительно велико и потенциал заземленных предметов невелик. Однако он держится продолжительно, что увеличивает опасность прикосновения. Чем меньше сопротивление Z,,_,, т. е. чем хуже состояние изоляции сети, тем больше опасность прикосновения к заземленным предметам.

Если на базу подается избыточный сигнал (мы использовали ток 9,4 мА, хотя достаточно было бы иметь 1,0 мА), то схема не тратит этот избыток; в нашем случае это очень выгодно, так как через лампу протекает большой ток, когда она находится в холодном состоянии (сопротивление лампы в холодном состоянии в 5-10 раз меньше, чем при протекании рабочего тока). Кроме того, при небольших напряжениях между коллектором и базой уменьшается коэффициент р, а значит, для того чтобы перевести транзистор в режим насыщения, нужен дополнительный ток базы (см. приложение Ж). Иногда к базе подключают резистор (с сопротивлением, например, 10 кОм), для того чтобы при разомкнутом переключателе потенциал базы наверняка был равен потенциалу земли.

Рассмотрим пример ( 3.35). Т1 -«-канальный МОП-транзистор обогащенного типа, не проводящий ток при заземленном затворе или при отрицательном напряжении затвора. В этом состоянии сопротивление сток исток (Лвыкл), как правило, больше 10000 МОм, и сигнал не проходит через ключ (хотя на высоких частотах будут некоторые наводки через емкость сток-исток; подробнее об этом см. дальше). Подача на затвор напряжения + 15 В приводит канал сток - исток в проводящее состояние с типичным сопротивлением от 25 до 100 Ом (Лвю]) для ПТ, используемых в качестве аналоговых ключей. Схема не критична к значению уровня сигнала на затворе, поскольку он существенно более положителен, чем это необходимо для поддержания малого ^вкл' и поэтому его можно задавать от логических схем (можно использовать внешний полевой или биполярный тран-

Встроенный силоеой n-канальный транзистор MOSFET имеет в открытом состоянии сопротивление 0,075 Ом, р-канальный MOSFET синхронного выпрямителя имеет в открытом состоянии сопротивление 0,14 Ом. Оба транзистора допускают ток не более 2 А. Выпускается микросхема в корпусе SO-16 (шаг выводов — 1,27 мм).

Удельная электропроводность. Так как в состоянии теплового равновесия средняя скорость электронов в любом направлении равна нулю, то ее можно не учитывать при вычислении плотности электрического тока и удельной электропроводности проводника, принимая во внимание только скорость дрейфа электронов vn.

Так как вследствие рассеяния электронов на дефектах решетки .их движение становится беспорядочным, энергия переходит в энергию беспорядочного теплового движения, вызывая повышение тем-лературы электронного газа — его разогрев. Электроны, движущиеся в решетке, все время обмениваются энергией с атомами решетки. Этот обмен происходит путем поглощения и испускания квантов энергии колебаний решетки — фононов. В состоянии теплового .равновесия, когда температуры электронного газа и решетки одинаковы, устанавливается равновесие между процессами испускания

а — энергетическая диаграмма цепи металл—полупроводник—металл в состоянии теплового равновесия; б — то же при пропускании тока

10.11. Трехслойная структура пленочного транзистора (а) и ее энергетическая диаграмма в состоянии теплового равновесия (б), при подаче смещения на коллектор (в) и в транзисторном режиме (*)

В состоянии теплового равновесия атомы распределяются по этим уровням в соответствии с законом Больцмана:

Согласно закону Больцмана соотношение между населенностями уровней энергии частиц в состоянии теплового равновесия при данной абсолютной тем-лературе Т определяется уравнением

Рассмотренная квантовая система, находящаяся в состоянии теплового равновесия с ограничивающими ее стенками, при отсутствии излучения наружу является ни чем иным, как моделью абсолютно черного тела. Плотность излучения абсолютно черного тела определяется известной формулой Планка:

Золото в кремении образует два глубоких уровня, один из которых, акцепторный, расположен выше середины запрещенной зоны (0,54 эВ). В состоянии теплового равновесия электроны с мелких донорных уровней полностью заполняют верхний акцепторный уровень. Концентрация доноров выбирается такой, чтобы результирующая проводимость базы была электронной. Глубокие уровни при сжатии смещаются к дну зоны проводимости. Следовательно, с ростом давления заполнение акцепторного уровня золота уменьшается и проводимость базы растет. Одновременно происходит уменьшение Eg кремния, что приводит к дополнительному увеличению проводимости базы. Рост проводимости базы S-диода приводит, как обычно, к уменьшению напряжения включения. Эксперименты показали, что изменение остаточного напряжения под действием давления — того же порядка, что и напряжения обычного р — га-перехода при прямом смещении (при постоянном токе), а напряжение включения изменяется во много раз сильнее.

Энергетическая диаграмма контакта Шоттки между металлом и полупроводником представлена на 3.3. В состоянии теплового равновесия (напряжение смещения V равно нулю) уровень Ферми в металле и полупроводнике совпадает. Электроны перемещаются из полупроводника в металл, вблизи границы раздела с металлом в полупроводнике образуется область, обедненная электронами, и возникает падение напряжения ]/ь-Это напряжение называется встроенным потенциалом. Между

1_3. Следовательно, при V<0,50B ра(хп) <.пп0, т. е.. концентрация неосновных носителей много меньше концентрации основных носителей. Поэтому можно считать, что распределение основных носителей в этом случае почти не отличается от их распределения в состоянии теплового равновесия. С другой стороны, при V>0,50 В рп(хп)>пп0 и инжекция неосновных носителей уже оказывает влияние на распределение основных носителей. Случай, когда рп(хп)<.ппо, называют низким уровнем инжекнии. а случай Рп(хп)>ппо — высоким уровнем инжекции. Определим плотность тока / через pn-переход, используя соотношения (3.16), (3.17). Плотность диффузионного тока неосновных носителей (дырок и электронов) для х=хп и х = хр при низком уровне инжекции

При малом уровне инжекции концентрация основных носителей практически соответствует их концентрации в состоянии теплового равновесия. Поэтому для области р-типа р = рРо к «12 = Рро-"ро- Если подставить эти величины в (3.29), то получим формулу (3.11).