Высоковольтный выключатель

В идеальном диэлектрике практически отсутствуют свободные носители заряда, и в этом отношении он подобен вакуумному промежутку. Поэтому проводимостью пленочного диэлектрика или высокоомного полупроводника можно управлять, инжектируя в него носители заряда. Характерными особенностями тонкопленочных диэлектрических и высокоомных полупроводниковых структур являются:

/—р-п переход; 2 — эмиттерный вывод; 3— эм)тср; 4 — омический переход; 5 — защитная пленка из двуокиси кремния; 6 — база из высокоомного полупроводника; 7 — подложка из высоколегированного гс+-полупроводника; 8—омический переход; 9 — базовый вывод

Разновидностью полупроводниковых диодов, нашедших широкое применение, являются планарно-эпитаксиальные диоды ( 4.2.). В этих приборах базу изготовляют путем наращивания на подложке 7 из низкоомного кремния тонкого слоя б высокоомного полупроводника, повторяющего структуру подложки. Этот слой, называемый эпитаксиальным, покрывают плотной защитной пленкой 5 двуокиси кремния SiO? толщиной до 1 мкм. В пленке протравливают окно, через которое путем диффузии бора или алюминия создается р-п переход /, выход которого на поверхность оказывается сразу же надежно защищенным пленкой окисла.

Потенциальный барьер, полученный на контакте металл — полупроводник, часто называют барьером Шотки, а диоды на его основе — дюдами Шотки (их условное обозначение в схемах представлено на 16.23). Базой диода является тонкий слой толщиной 1 — 1,5 мкм высокоомного полупроводника и-типа. Его наносят методом зпитак-сиальной технологии на подложку — пластинку низкоомного полупроводника того же типа п+ (так обозначают область с более высокой удельной проводимостью). Для обеспечения идеального контакта между металлом и полупроводником металл напыляют в вакууме на слой и-полупроводника. В качестве материала полупроводника чаще всего используют н-Si, а в качестве металла — А1, Аи, Мо и др. При э: ом исходят из того, что работа выхода металла должна быть боль-н е работы выхода кремния. Из-за отсутствия инжекции в базу пеоснов-нах носителей в ней не происходят процессы накопления и рассасывания зарядов. Барьерная емкость вследствие малой площади и большой ширины запирающего слоя мала, она не превышает 1 пФ, поэтому длительность переходных процессов, обусловленная в диодах Шотки только перезарядкой барьерной емкости, составляет десятые доли нано-

В генераторах Ганна, имеющих толщину кристалла с высоким удельным сопротивлением более 200 мкм и работающих в пролетном режиме, колебания получаются, как правило, некогерентными. Это вызвано наличием в каждом из кристаллов нескольких дефектов, на которых могут зарождаться домены. Путь, пробегаемый доменом от места его зарождения до анода, определяет период колебаний. Поэтому если домены зарождаются на различных неоднородностях кристалла, т. е. на различных расстояниях от анода, то колебания будут иметь шумовой характер. Применение приборов с междолинным переходом электронов практически оправдано в диапазоне частот более 1 ГГц, что соответствует толщине высокоомного полупроводника /^ 100 мкм.

На лист бумаги наносится тонкий слой высокоомного полупроводника (обычно ZnO). Перед фотографированием пленка посредством газового разряда заряжается отрицательно. При проецировании на такую бумагу изображения поверхностный заряд с сильно освещенных частей стекает значительно быстрее, чем со слабо освещенных, вследствие чего после экспозиции на бумаге возникает электрическое изображение объекта. Для проявления электрического изображения бумагу обдувают слабым потоком заряженных частиц специаль-

Потенциальный барьер, полученный на контакте металл - полупроводник, часто называют барьером Шотки, а диоды на его основе -диодами Шотки (их условное обозначение в схемах представлено на 1.23). Базой диода является тонкий слой толщиной 1-1,5 мкм высокоомного полупроводника n-типа. Его наносят методом эпитакси-альной технологии на подложку - пластинку низкоомного полупроводника того же типа п+ (так обозначают область с более высокой удельной проводимостью). Для обеспечения идеального контакта между металлом и полупроводником металл напыляют в вакууме на слой n-полупроводника. В качестве материала полупроводника чаще всего используют n-Si, а в качестве металла - AI, Аи, Мо и др. При этом исходят из того, что работа выхода металла должна быть больше работы выхода кремния. Из-за отсутствия инжекции в базу неосновных носителей в ней не происходят процессы накопления и рассасывания зарядов. Барьерная емкость вследствие малой плошади и большой ширины запирающего слоя мала, она не превышает 1 пФ, поэтому длительность переходных процессов, обусловленная в диодах Шотки только перезарядкой барьерной емкости, составляет десятые доли наносекунды. Диоды Шотки можно использовать для работы на частотах до десятков гигагерц.

При использовании в качестве базы высокоомного полупроводника, близкого к собственному, pn^"i и

такты можрт происходить изменение концентрации носителей в прилегающей области полупроводника. Под прилегающей к контакту областью полупроводника будем понимать часть объема высокоомного полупроводника, расположенного за областью объемного заряда перехода (л;>0 на 1.7).

Инжекционпый фотодиод представляет собой диод с длинной базовой областью из высокоомного полупроводника. Длина базы в несколько раз превышает длину диффузионного смещения неосновных носителей тока. Р—n-переход включается в пропускном направлении. Инжекционный фотодиод работает в режиме высоких уровней инжекции: проводимость базовой области определяется инжектированными носителями.

Возрастание биполярной подвижности. В достаточно длинных диодах из высокоомного полупроводника при высоких уровнях инжекции протекающие токи определяются не диффузией неравновесных носителей, а их дрейфом в электрическом поле. При этих условиях распределение инжектированных носителей в базовой области носит не диффузионный, а дрейфовый характер и определяется биполярной подвижностью и,б, зависимость которой от концентрации носителей в общем случае имеет вид

Высоковольтный выключатель в электроустановках является одним из сложных элементов, который соединяет или два присоединения, или присоединение и систему сборных шин, или две системы сборных шин. При работе выключателя возможны односторонние или двухсторонние повреждения, приводящие к различным последствиям в электроустановках. В качестве расчетного события приняты наиболее тяжелые двухсторонние повреждения выключателя (например, падение выключателя, перекрытие отключающей камеры и т. п.). вызывающие отказы в результате которых отключаются все смежные выключатели.

Указанные защиты применяют в зависимости от типа аппаратов, установленных на стороне ВН, — высоковольтный выключатель, выключатель нагрузки или предохранители. Применение последних значительно удешевляет установку и упрощает защиту.

тор тока; 5 — трансформатор напряжения; 6 — высоковольтный выключатель;

I — печь; ! —• печной трансформатор; »I— дроссель; 4 — трансформатор тока; 5 —трансформатор напряжения; 6 — высоковольтный выключатель; 7 — разъединитель; 8 —ввод в. н.

— кабель; 2 — разъединитель: 3 — шины высокого напряжения; 4 — высоковольтный выключатель; 5 —реактор; 6 — высоковольтный выключатель, шунтирующий реактор; 7 — печной трансформатор; 8 — короткая сеть (а — компенсаторы; б — пакет шин; в — гирлянды кабелей; г — разводка шин на печи; д—• электрододержатели; е — контактные соединения): 9 — электроды; 10 — дуговая печь.

высокого напряжения трансформаторов устанавливают разъединитель ) и плавкий предохранитель 2 (для трансформаторов мощностью до 320 кВт). Для трансформаторов большей мощности вместо плавких предохранителей устанавливают высоковольтный выключатель с соответствующей максимальной защитой или разъединитель мощности. Вторичная обмотка трансформатора подсоединена к низковольтным шинам 5 распределительного устройства. В качестве отключающей аппаратуры в цепи этой обмотки обычно устанавливают мощные воздушные автоматы 4. От шин РП лл^кгдоэнергия поступает непосредственно к крупным потребителям 8, распределительным^шкафам 9 или шин-jjbiM сборкам 10. Для отключения и защиты от коротких замыканий каждая из отходящих линий снабжена выключателем 6 и плавким предохранителем 7. В отдельных случаях устанавливают измерительные приборы — амперметр, счетчик. Питание распределительных щитков и шинных сборок осуществляется посредством изолированных медных или алюминиевых проводов, уложенных в стальных трубах, или кабелей, проложенных в стенах и конструкциях здания или в кабельных каналах.

Указаные защиты применяют в зависимости от типа аппаратов, установленных на стороне высшего напряжения: высоковольтный выключатель, выключатель нагрузки или предохранители. Применение последних значительно удешевляет установку и упрощает защиту.

Высоковольтный выключатель ........ 1 шт.

Высоковольтный выключатель....... 1 шт.

Высоковольтный выключатель......... 1 шт.

2.2. Комплектное распределительное устройство КРУ: 1 - изолятор проходной; 2 - релейный шкаф; 3 ~ блок релейных шкафов; 4 - высоковольтный выключатель; 5 - отсек сборных шин; 6 - заземляющий разъединитель; 7 - трансформатор тока