Ухудшенного теплообмена

МОП-транзисторы с каналом n-типа обычно имеют встроенный канал. Для получения прибора с индуцированным п-кана-лом необходимо использовать подложку из низкоомного р-крем-ния, у которого в приповерхностном слое концентрация дырок выше концентрации электронов. Однако использование низкоомного материала приводит к ухудшению параметров транзисторов (растут емкости, падает пробивное напряжение).

Если высота паза ротора hz2 не превышает1 глубины проникновения электромагнитной волны в проводящую часть стержня (при -fSiSg^PH, и алюминиевых стержнях она равна около 15 мм), то параметры обмотки ротора (активное и индуктивное сопротивления) условно считаются неизменными при изменении частоты тока ротора в процессе пуска. При высоте паза ротора больше 15 мм принимают, что параметры обмотки ротора изменяются в процессе пуска. Ротор с изменяющимися параметрами предпочтительнее ротора с постоянными параметрами, так как позволяет получить требуемые пусковые характеристики без увеличения номинального скольжения, которое приводит к ухудшению параметров рабочего режима (увеличению потерь &Рапг, нагрева ротора, снижению КПД). Это вытекает из соотношения

Герметизация пайкой широко распространена для металлостеклянных корпусов. В качестве припоя применяется ПОС-61. Несмотря на широкое распространение и простоту технологического процесса, этот метод имеет существенные недостатки; при пайке необходимо применение флюса, загрязняющего герметизируемую полость, что может привести к ухудшению параметров микросхем или выходу из строя; необходимо покрытие спаиваемых деталей золотом; взаимодействие припоя с золотым покрытием корпуса и крышки приводит к появлению интерметаллидных прослоек и в дальнейшем — к разгерметизации. Этот процесс протекает особенно интенсивно при температурах выше 373 К. Таким образом, герметизация олово-свинцовым припоем не является перспективным и надежным методом. Пайка свинцово-серебряными припоями менее технологична и также требует применения флюсов. Такой припой обладает более низкой растекаемостью, большой пористостью, более высокой температурой герметизации.

Для большинства полупроводниковых приборов ОБР ограничивается дополнительно отрезком C'D' и уменьшается. Это ограничение связано с воздействием электротепловой связи (в литературе используется также термин «тепловая нестабильность»): мощность, выделяющаяся в приборе, и тепловое сопротивление увеличиваются с ростом температуры, т. е. нагрев прибора растет, а теплоотвод ухудшается; в результате температура структуры Т/ либо ограничивается на определенном уровне (большем, чем в отсутствие обратной связи) или растет неограниченно. Выход рабочей точки за ОБР приводит, как правило, к необратимому ухудшению параметров прибора.

Можно выделить ряд факторов, связанных с самой подложкой и влияющих на качество пленок, например, чистота поверхности подложки. Так, глазурованная (остеклованная) или полированная поверхность имеет меньшую адгезию с толстыми пленками. Кроме того, пленочная глазурь может взаимодействовать с глазурью подложки, что приводит к ухудшению параметров и стабильности элементов схемы. Но слишком шероховатая поверхность непригодна вследствие неравномерности толщины наносимых пленок. Считается оптимальной чистота поверхности с шероховатостью 0,3—0,6 мкм.

При испарении'металла или сплава на холодных изоляционных частях осаждается проводящая пленка, изменяются размеры деталей, и расстояния между ними, что приводит к ухудшению параметров электровакуумных приборов. Поэтому желательно, чтобы давление Ps и пропорциональная ему интенсивность испарения w были возможно ниже при рабочей температуре вакуумного металла. Среди других характеристик важное значение имеет также температурный коэффициент линейного расширения материалов ТК1 и помимо обычных механических характеристик — предел ползучести on(M, определяющий нагрузку, при которой в области высоких температур материал начинает непрерывно течь. Это приводит, например, к провисанию сеток и катодных спиралей. От величины <тпол в значительной мере зависит фор-моустойчивость при высоких температурах. Металлы и сплавы должны быть химически инертны, особенно по отношению к газам, так как в ходе производства элементов прибора может происходить поглощение газов, образование сульфидов, оксидов и других вредных примесей, трудно удаляемых при откачке лампы. К основным характеристикам материала относятся также его удельное сопротивление р, TKR и работа выхода Е. В электровакуумной технике используется ряд металлов и сплавов; здесь рассматриваются никель и железо, основные тугоплавкие металлы и их сплавы, а также сплавы для вводов и электровакуумные припои. Свойства меди дли электровакуумных приборов изложены в § 21.2.

Во избежание пробоя и короткого замыкания катода с подогревателем напряжение между ними должно быть малым. Не рекомендуется последовательное соединение подогревателей (нитей накала) ламп, так как это может привести к их перегреву, к короткому замыканию между катодом и подогревателем и к ухудшению параметров ламп.

Предельные электрические и тепловые режимы работы транзисторов характеризуются максимально допускаемыми напряжениями между электродами, токами через них, а'также рассеиваемой в приборе мощностью при данной температуре корпуса или окружающей среды. Превышение указанных максимально допускаемых значений нагрузок приводит к резкому сокращению долговечности транзисторов, необратимому ухудшению параметров, а иногда и к немедленному отказу прибора. Следует также помнить, что аппаратура недостаточно надежна, если транзисторы работают при максимально допускаемых напряжениях, токах, мощности, особенно, когда эти максимальные нагрузки действуют одновременно. Для того чтобы устройство на транзисторах действовало безотказно длительное время, при конструировании схем нужно выбирать типы транзисторов и их рабочие режимы так, чтобы напряжения, токи и мощность не превышали 0,7—0,8 их максимально допустимых значений. Совмещение максимальных нагрузок (например, тока и напряжения на коллекторе, тока и мощности) недопустимо ни в каких случаях.

Эксплуатация. Газоразрядные генераторы шума критичны к колебаниям напряжения накала и тока анода. Повышенное напряжение накала способствует интенсивному испарению активного слоя катода, увеличивает вероятность обрывов и перегорания нити подогревателя и ухудшает изоляцию между катодом и подогревателем. Попадание продуктов испарения на поверхность анода приводит к ухудшению параметров. Пониженное напряжение накала сокращает долговечность катода из-за глубокого «отравления» низкотемпературного катода остаточными газами и повышает падение напряжения на приборе, а также ускоряет жестчение газа и интенсивность ионной бомбардировки катода.Повышение анодного тока также существенно влияет на долговечность и надежность приборов из-за повышения плотности тока, снимаемого с катода, и температуры электродов.

В высокоточных цепях стабильность параметров имеет существенное значение. Под воздействием тепла или влаги увеличиваются диэлектрические потери катушки, что может привести к ухудшению параметров цепи,-170

Кипение металлов в каналах. Различают четыре области теплоотдачи при кипении металлов в каналах: 1) область перегрева жидкости (она может отсутствовать!); 2) область развитого кипения (интенсивного теплообмена), 0 <С х <С •< *гр; 3) переходная область, хгр < х < хгр', 4) область ухудшенного теплообмена (закризисная область), лч-р < х < 1 .

Закризисная область (область ухудшенного теплообмена). Коэффициент теплоотдачи в закризисной зоне с некоторым запасом (т. е. он будет несколько занижен) рассчитывается по формуле для сухого насыщенного пара

Закризисная зона ухудшенного теплообмена а — a (q, p, pw, х), область существования: д:кр (или л:гр) < х < 1.

В области ухудшенного теплообмена для определения коэффициента теплоотдачи и температуры стенки наиболее обоснованной и проверенной является методика В. Ф. Лаверти, Р. П. Форслэнда и В. М. Росеноу [5.32, 5.33], рассмотренная также в i[5.34]. Она основана на двухступенчатой модели передачи тепла от стенки к пару и каплям и от пара к каплям жидкости. Результаты расчета для одного из режимов показаны на 5.6.

Сравнение опытных и расчетных, данных показывает, что методика [5.33] может быть использована при соответствующем учёте особенностей конвективного теплообмена и свойств Ni2O4 для определения профиля Тс в зоне ухудшенного теплообмена. По-видимому, при детальных экспериментальных исследованиях этого процесса будут внесены соответствующие уточнения, в частности'в величины произведения К\К.ъ и WeKp.

5.14. Воробьев В. А., Кириллов П. Л., Ремизов О. В., Субботин В. И. Температурный режим парогенерирующей поверхности в зоне ухудшенного теплообмена. В сб. «Тепло- и массо-перенос», т. 2, ч. 1. Минск, ИТМО АН БССР, 1972.

Экспериментальное исследование кипения N204 в трубе [4.13] показало, что в парогенерирующем канале наблюдаются три характерные зоны теплообмена: зона развитого кипения, зона улучшенного теплообмена и зона ухудшенного теплообмена.

участка: зону развитого кипения и зону ухудшенного теплообмена. Первый участок получается при Х<Хгр, а второй — при Х^Хгр. Коэффициенты теплоотдачи кипящей N2O4 на первом участке необходимо определять по формуле [4.13]

Для более точной оценки параметров испарителя в зоне ухудшенного теплообмена была разработана [4. 16] одномерная модель расчета параметров потока и теплоотдачи в парогенерирующем канале при дисперсном режиме течения теплоносителя.

Расчет зоны ухудшенного теплообмена. Дисперсный режим течения определяется как поток пара, содержащий капли жидкости. В рамках одномерной модели предполагается, что капли имеют одинаковый размер и равномерно распределены по сечению канала и характеризуются не изменяющимися по радиусу скоростями капель w' и пара w"'. Соединения или разрушения капель не происходит.

В основной программе расчет зоны ухудшенного теплообмена производится по формулам (4.22) — (4.24). Для более точных расчетов этой зоны испарителя создана дополнительная программа расчета зоны дисперсного режима течения в парогенерирующем канале.