Структуры потребления

Лазерный метод дает возможность получать риски с ровными чистыми краями (без загрязнения микросхем отходами резания) ( 1.11); более глубокие риски без приложения усилия к материалу (что исключает сколы на углах кристаллов); обеспечивать высокий процент выхода годных кристаллов после разламывания; получать не только риски, но и полные разрезы без нарушения взаимной ориентации микросхем. Исключительно перспективно применение лазерного луча для скрайбирования пластин из химически нестабильных полупроводниковых соединений, таких, как полупроводники типа AUIBV или A"BVI. Кратковременность взаимодействия луча с поверхностью пластины (10~8 с для азотного лазера) исключает возможность изменения структуры полупроводника и его состава вблизи зоны резания при высоких производительности и качестве обработки.

2.15. Проекция структуры полупроводника ти-па A'»BV (1100)

Выполнение этих условий сопровождается различными физическими явлениями, природа которых во многом зависит от характера энергетической зонной структуры полупроводника. Рассмотрим основные случаи поглощения света полупроводниками.

Выполнение этих условий сопровождается различными физическими явлениями, природа которых во многом зависит от характера энергетической зонной структуры полупроводника. Рассмотрим основные случаи поглощения света полупроводниками.

Электропроводность полупроводников зависит от напряженности электрического поля. Как видно из 8-11, при низких значениях напряженности поля (до некоторого критического значения Е„) соблюдается закон Ома, и удельная проводимость не зависит от напряженности поля, а при более высоких напряженностях поля начинается интенсивный рост удельной проводимости по экспоненциальному закону, приводящий к разрушению структуры полупроводника. С ростом температуры кривая удельной проводимости перемещается вверх, а наклон возрастающей части становится меньше. Для некоторых полупроводников зависимость удельной проводимости от напряженности поля описывается выражением

Возрастание проводимости обусловлено ростом числа носителей заряда, так как под влиянием поля они легче освобождаются тепловым возбуждением. При дальнейшем росте поля может появиться механизм ударной ионизации, иногда приводящий к разрушению структуры полупроводника.

лее типичные для микросхем, т. е. обусловленные физикой поверхности, нарушением кристаллической структуры полупроводника, химическим взаимодействием различных (материалов, несовершенством терм око мир еос ии и сварки, усадкой компаунда при герметизации, механическими повреждениями схемы, а затем определить и устранить их причины.

Край собственного поглощения в полупроводниках Несколько смещается под действием давления, вызывающего изменение постоянной решетки, а вместе с ней и энергетической структуры полупроводника. При всестороннем сжатии-изменение Eg может быть и положительным, и отрицательным. Поэтому край собственного поглоще-

ПРОБОЙ p-n-ПЕРЕХОДА. Резкое возрастание обратного тока, наступающее даже при незначительном увеличении обратного напряжения сверх определенного значения, называют пробоем перехода. Природа пробоя может быть различной: он может быть электрическим, при котором p-n-переход не разрушается и сохраняет работоспособность, и тепловым, при котором разрушается кристаллическая структура полупроводника. Тепловой пробой р-п-перехода - пробой р-n перехода, сопровождаемый разрушением кристаллической структуры полупроводника. Возникает, когда мощность, выделяемая в^-n переходе при протекании через него обратного тока, превышает мощность, которую способен рассеять р-n переход. Электрический пробой связан со значительным увеличением напряженности электрического поля в р-п-перехо-де (более 105 В/см). Наблюдаются два типа электрического пробоя. В полупроводниках с узким p-n-переходом (что обеспечивается высокой концентрацией примесей) возникает туннельный пробой, связанный с туннельным эффектом, когда под воздействием очень сильного поля носители заряда могут переходить из одной области в другую без затраты энергии ("туннелировать" через p-n-переход). Туннельный пробой наблюдается при обратном напряжении порядка нескольких вольт (до 10 В).

17 Тепловой пробой р-п-перехода пробой p-n-перехода, сопровождаемый разрушением кристаллической структуры полупроводника. Возникает, когда мощность, выделяемая в p-n-переходе при протекании через него обратного тока, превышает мощность, которую способен рассеять р-п-переход

10.14. Схематическое изображение энергетической зонной структуры полупроводника с отрицательной дифференциальной подвижностью.

Обычные кремниевые фотодиоды обладают фоточувствительностью в области 0,4 ... 1,1 мкм с максимумом вблизи К=0,9 мкм. Их слабая фоточувствительность в УФ области спектра связана с поглощением коротковолнового излучения вблизи поверхности кремния. Коэффициент поглощения в УФ области превышает 105 см-1, поэтому большинство фотогенерированных носителей рекомбинирует, не доходя до р—n-перехода. Поверхностные дефекты, возникающие при обработке и окислении поверхности, а также при диффузии, определяют высокую скорость поверхностной рекомбинации. На уменьшении фоточувствительности в УФ области сказывается также и рост коэффициента отражения, зависящего не только от особенностей зонной структуры полупроводника, но и от качества обработки поверхности. Фотодиоды с барьером Шотки изготавливают на основе кремния л-типа с концентрацией доноров 1013...

Заниженные тарифы на электроэнергию для населения и сельскохозяйственных производителей стимулируют ее расширенное и расточительное использование, что сказалось на изменении структуры потребления электроэнергии. Если в 1990 г. на долю собственно населения приходилось 14,4 % от общего объема потребления, то в 1999 г. эта цифра возросла до 23,7 %. В 1999 г. с учетом снижения общей выработки в 1,3 раза потребление электроэнергии населением все же увеличилось в 1,27 раза и превысило потребление 1990 г. на 42,7 млрд кВт-ч. Это хорошо согласуется с данными Госэнергонадзора, что до 20 % потребляемой населением электроэнергии расходуется на обогрев жилища. И хотя обогрев электричеством обходится государству в 6—8 раз дороже, чем получение тепла от прямого сжигания топлива на ТЭЦ и районных котельных, заниженные тарифы на электроэнергию экономически подталкивают население к расточительному использованию ресурсов страны.

ход условного топлива на 1 кВт-ч отпущенной электроэнергии. Изменение структуры потребления энергии в железнодорожном транспорте (табл. 1-8), связанное с его переводом на электровозную и тепловозную тягу, позволило снизить расход условного топлива на 10 тыс. т-км брутто работы транспорта (200 кг условного топлива в 1950 г. и 70 кг условного топлива в 1967 г.).

3. При подлинно революционном преобразовании структуры потребления конечной энергии структура производства первичных энергоресурсов на этом этапе менялась значительно меньше. Как видно из 1.2, доля высококачественных видов топлива — нефти и газа — на этом этапе оставалась в пределах 15—21%, несмотря набольшие усилия по увеличению абсолютных уровней их добычи за 30 лет в 6,6 раза. Базой энергоснабжения народного хозяйства в этот период был уголь, добыча которого с 1928 по 1955 г. увеличилась почти десятикратно, а доля в общем производстве энергоресурсов возросла от 29 до 59 %. Вместе с быстрым ростом доли гидроэнергии (от 0,1 до 2%) это позволило осуществить основную перестройку структуры производства энергоресурсов в этот период — вытеснить из энергетического баланса местные виды топлива (торф, дрова и т. д.), доля которых сократилась от 56% в 1928 г. до 18% в 1955 г. (см. 1.2).

гионами страны соответствует быстрому возрастанию доли восточных районов в общем объеме энергопотребления страны. При сохранении существующей территориальной структуры потребления во 2-й фазе периода динамика объемов и направлений перевозки энергетических ресурсов существенно изменится. В европейской части страны в этой ситуации, по-видимому, не удастся переломить тенденцию непрерывного роста доли привозных энергетических ресурсов и нарастания абсолютных объемов перевозки из восточных районов страны. В Средней Азии и Казахстане, наоборот, сложится более благоприятное соотношение между собственными ресурсами и потребностью, чт0 приведет к значительному сокращению транспортировки сюда энергетических ресурсов из Сибири даже при большем объеме вывоза в европейскую часть страны.

в) коренное изменение структуры общего расхода энергоресурсов в СССР (см. 5. 1) и структуры потребления топлива электростанциями с вытеснением местных видов топлива и мазута и переходом на преимущественное использование углей;

Для определения технико-экономических показателей высвобождения ресурсов нефти из энергетического баланса страны была принята следующая классификация нефтесберегающих программ: 1) программы, сопряженные с переоборудованием действующих топ-ливопотребляющих установок; 2) программы, требующие создания ТПУ, работающих на альтернативном топливе; 3) чисто сырьевые программы, не затрагивающие структуры потребления.

1. Ущерб у потребителей количественно трудно определить, поскольку он зависит от момента возникновения перерыва или ограничения энергоснабжения, состояния производства и наличия тех-нологических резервов, глубины ограничения и его продолжительности. Более того, по цепочке народнохозяйственных связей недовыработка продукции на одном предприятии влияет на работу других предприятий и в принципе на всю экономику. Наконец, есть потребители, перерыв питания которых приводит к неоцениваемым в денежном выражении последствиям. Часть указанных трудностей преодолима, если исходить, как показано в [76, 77], из макроэкономических оценок функционирования народного хозяйства, тенденций изменения национального дохода, энерговооруженности, численности людей, занятых в производстве, и т. п. Однако и в этом случае зона неопределенности значений удельного ущерба остается достаточно большой, в особенности для уровней долгосрочного планирования вследствие объективной неопределенности показателей новых технологий, структуры потребления, социально-экономических факторов.

Для количественной характеристики этой тенденции целесообразно рассмотреть структуру потребления как энергетических ресурсов в целом, так и электроэнергии по группам потребителей. Необходимо отметить, однако, что официальная энергетическая статистика относительно ограниченна и вынуждает оперировать лишь немногими показателями структуры потребления энергии и энергетических ресурсов. Имеющиеся данные позволяют в основном выделить четыре укрупненные группы потребителей энергетических ресурсов: электростанции4, промышленность, транспорт и так называемые прочие потребители. Основное место в последней группе занимает «домашнее хозяйство» (жилищный и коммунально-бытовой сектор).

Суммарный объем потребления нефти и нефтепродуктов в стране в 1980 г. составил 755 млн. т. Для структуры потребления жидкого топлива характерно его достаточно узкоспециализированное использование преимущественно как моторного топлива и сырья для нефтехимической промышленности.

Суммарный объем потребления нефти в регионе в 1980 г. составил 630 млн. т, при этом наибольшим было потребление во Франции, ФРГ и Великобритании. Особенностью структуры потребления нефти в странах Западной Европы в 50—70-е гг. являлось ее использование практически во всех секторах экономики.

3-2, Динамика структуры потребления энергетических ресурсов в странах Западной Европы