Теплового воздействия

Плотности дрейфовых токов электронов /пдр и дырок /рдр появляются в результате того, что неосновные носители, находящиеся вблизи перехода, под действием теплового возбуждения пар (электрон—дырка) попадают в электрическое поле на контакте и затягиваются этим полем.

У диэлектриков ширина запрещенной зоны более 3 эВ, поэто-:му переход электронов в зону проводимости в результате теплового возбуждения невозможен. Этим объясняется то, что при жомнатной температуре проводимость диэлектрика равна нулю.

Под действием теплового возбуждения п электронов кристалла перешли из валентной зоны в зону проводимости. Сколько свободных носителей заряда образовалось в кристалле?

Одна ковалентная связь останется незаполненной (дырка проводимости). Под действием энергии теплового возбуждения связь заполняется одним из валентных электронов соседнего атома четырехвалентного вещества, атом примеси при этом превращается в отрицательный ион.

Под действием теплового возбуждения п электронов кристалла перешли из валентной зоны в зону проводимости. Сколько свободных носителей заряда образовалось в кристалле?

Под действием теплового возбуждения п электронов кристалла перешли из валентной зоны в зону проводимости. Сколько свободных носителей заряда образовалось в кристалле? Осталось прежним 12

Если разница между уровнями энергии заполненной зоны и зоны проводимости невелика (ширина запрещенной зоны мала), то для перехода электронов в зону проводимости требуется сравнительно небольшое возбуждение их, например, за счет усиления теплового движения атомов при повышении температуры. Такой материал будет полупроводником ( 1-2, б). Для чистых полупроводниковых материалов ширина запрещенной зоны не более 3,5 В *. При более широкой запрещенной зоне теплового возбуждения уже недостаточно для перевода электронов из заполненной зоны в зону проводимости, что и имеет место у диэлектриков ( 1-2, в). В них переход заметного числа электронов .в зону проводимости — случайное явление, например за счет каких-либо дефектов структуры.

Вследствие теплового возбуждения при Т > О К какая-либо валентная связь между двумя атомами может оказаться нарушенной. Один из электронов, участвующих в парноэлектронной связи, может получить энергию, превосходящую по величине энергию, запасаемую при ковалентной связи, и стать свободным электроном. На плоской схеме кристаллической решетки ( 9-6, а)

В результате теплового возбуждения акцепторного полупроводника один из валентных электронов соседних атомов Si может нарушить валентную связь и заместить свободный энергетический уровень (заполнить валентную связь) вблизи атома акцептора. В результате такого перехода вблизи соседнего атома, которому ранее принадлежал рассматриваемый электрон, образуется дырка, а атом акцептора превращается в неподвижный отрицательно заряженный мок.. Следовательно, в процессе ионизации акцепторов образуются подвижные носители лишь одного знака — дырки. Такие полупроводники называют дырочными или р-полупроводни-ками (от латинского positivus — положительный).

Характеристики и параметры. Вольт-амперная характеристика ( 14-3, а) отображает зависимость тока / через фоторезистор от приложенного к его выводам напряжения U при различных значениях светового потока Ф. В темноте проводимость фоторезистора обусловлена наличием свободных носителей зарядов — электронов и дырок, образовавшихся в результате теплового возбуждения. Ток через фоторезистор при некотором рабочем напряжении f/раб и Ф ==0 называется темповым током 7Т, а ток при Ф >> 0 — общим током /общ. Разность этих токов равна фототоку:

между положением этих уровней и дном зоны проводимости мал, то вервятность теплового возбуждения электронов с них в зону проводимости велика и концентрация свободных электронов оказывается значительно выше, чем в собственном полупроводнике. Для многих примесей величина энергетического зазора &W\ одного порядка с величиной kT уже при комнатной температуре. При этом большинство электронов с примесных уровней оказываются «заб-

В настоящее время широкое применение в технологии РЭА получают методы пайки концентрированными потоками энергии, достоинством которых являются высокая интенсивность, бесконтактное воздействие источника нагрева на зону контактирования, ограниченная зона теплового воздействия. Разработанные методы активируют не только систему «припой — паяемый материал», но и процессы их физико-химического взаимодействия, что приводит к интенсификации процессов пайки. Пайку элементов с пла-нарными выводами проводят следующими методами: нагретым V-образным инструментом, горячим газом, в парах специальной жидкости, ИК-излучением, токами высокой частоты, лазерным излучением и др. Наиболее перспективные из них рассмотрены в гл. 12.

чения рисунка используются следующие методы а) масочный — материалы напыляются на подложку через трафареты (маски); б) фотолитография — пленка наносится на всю ловерхность подложки, а затем вытравливается с участков, незащищенных фоторезистом (при этом используется фотошаблон); в) электроннолучевой — некоторые участки нанесенной на подложку пленки испаряются от теплового воздействия электронного луча.

няются проводом марки ПРКС, в результате теплового воздействия на них последние заменяются.

По закону Джоуля—Ленца количество теплоты, выделяемое электрическим током в проводнике, пропорционально квадрату тока /2, сопротивлению проводника г и времени t. Время прохождения тока КЗ определяется действием защитных устройств и отключающей аппаратуры. Для того чтобы повреждения от термического (теплового) воздействия тока КЗ были наименьшими, стремятся как можно быстрее отключить КЗ. Несмотря на небольшую длительность процесса при КЗ, возможен значительный перегрев проводников из-за того, что ток КЗ во много раз превышает нормальный ток нагрузки. Перегрев сверх допустимой температуры может вызвать повреждение изоляции — выгорание, потерю эластичности, электрической прочности; быстрый нагрев до определенной температуры с последующим медленным охлаждением может привести к отжигу металла, т. е. к потере механических качеств проводника. Чтобы кабели были термически устойчивы к токам КЗ, расчетная температура tp должна быть не выше допустимой температуры тд для данного материала (°С).

Уменьшение количества теплоты, отводимой с эхлаждающей водой, достигается при комбинированной выработке электрической и тепловой энергии на ТЭЦ или при использовании низкопотенциальной теплоты циркуляционной воды для промышленные и сельскохозяйственных нужд. Однако в любом случае существенным в защите естественных водоемов и рек от вредного теплового воздействия является переход от прямоточных систем водоснабжения к оборотным.

Наоборот, узлы и приборы, которые нужно защитить от теплового воздействия со стороны соседних нагревающихся устройств, должны иметь светлую блестящую поверхность. С целью дополнительной защиты таких устройств можно между ними и источниками нагрева установить тепловые экраны с хорошей теплопроводностью, тщательно соединенные с шасси и имеющие гладкую блестящую поверхность (например, из алюминия). Пример выполнения экрана приведен на 15.14. Расположение сильно на-

Постоянные запоминающие устройства — устройства, в которых информация записывается на носитель с помощью теплового воздействия остросфокусированного лазерного луча. Достоинством оптоэлектронных ПЗУ являются высокая плотность записи и большой срок хранения информации (10...30 лет). Они перспективны для применения в архивных ЗУ ЭВМ и информационно-поисковых системах, содержащих постоянную информацию, к которой многократно обращается большое число пользователей.

Канал и отдельное сопло имеют водяное охлаждение 3. Сравнительно холодная оболочка струи газа, соприкасающаяся со стенками канала и сопла, изолирует их от теплового воздействия разряда. Напряжение дуги и мощность плазменной струи регулируются изменением уровня погружения электрода / в канал.

Термическая обработка (ТО) — это процесс теплового воздействия на детали преимущественно из металлов и их сплавов с целью изменения структуры и свойств исходного материала без изменения его химического состава. Сочетание химического воздействия с тепловым на-лывают химико-термической обработкой (ХТО). При X ТО изменяется

Термореактивные пластмассы при нагревании и давлении легко на короткий промежуток времени переходят в вязкотекучее состояние,. а потом в результате теплового воздействия и химических реакций необратимо превращаются в твердое нерастворимое и неплавкое состояние. Отходы производства деталей из термореактивных пластмасс повторной переработке не поддаются. К ним относятся большинство пластмасс класса Б (фенопласты, аминопласты, эфиропласты, эпоксипласты, силиконопласты и др.).

При изготовлении разрезных ленточных магнитопроводов разрезание является одной из ответственных операций. Отклонение режимов этой операции от оптимальных может привести к появлению короткозамкнутых витков и наклепу, в результате возрастут потери на вихревые токи. Разрезание магнитопроводов осуществляют различными способами, например, фрезерованием, абразивным кругом, электроискровой обработкой и т. д. При фрезеровании поверхность разреза получается неровной, а витки магнитопровода оказываются корот-козамкнутыми. Кроме того, имеет место наклеп и изменение ориентации зерен в месте разреза. Разрезание магнитопроводов абразивным кругом (шероховатость обработанной поверхности Ra 1,25 мкм) и электроискровой обработкой (R7 20 мкм) дают лучшие результаты. После разрезания абразивным кругом отпадает необходимость применения последующего шлифования. Электроискровая обработка позволяет избежать механического воздействия на магнитопровод и замыкание отдельных его витков. Поверхностный слой, в котором в результате теплового воздействия происходит изменение ориентации зерен до глубины 0,05—0,08 мм, удаляется при последующем шлифовании торцов магнитопровода.