16 Выбор мощности двигателя.

При выборе двигателя по мощности основными исходными
данными являются нагрузочные характеристики электропривода
(нагрузочные диаграммы) [Р= f{t), M = f(t) или I=f(t)], которые
могут быть заданы в виде графика или таблицы. В продолжительном режиме для электропривода, работающего с
неизменной нагрузкой, мощность двигателя выбирается по мощности рабочего механизма. Для электропривода, работающего с переменной нагрузкой, при которой температура нагрева двигателя достигает установившегося состояния,
мощность двигателя рассчитывают методами средних потерь или эквивалентных величин. Метод средних потерь точнее, но его трудоемкость выше,
следовательно, чаще пользуются методом эквивалентных величин. В зависимости от заданного графика нагрузки P=f(t), M=f{t) или I=f(t) определяют среднеквадратичные величины, которые называют эквивалентными:

Двигатели для кратковременного режима работы электропривода выбирают по номинальной мощности, которая должна быть
равна мощности нагрузки с учетом длительности работы. Стандартные допустимые значения продолжительности работы двигателей,
выпускаемых промышленностью для кратковременной работы,
составляют 10, 30, 60, 90 мин. При отсутствии двигателей кратковременного режима работы можно использовать двигатели повторно-кратковременного режима, принимая, что длительность
работы 30 мин соответствует ПВ = 15 %, 60 мин — ПВ = 25 %, а 90
мин — ПВ = 40 %. В крайнем случае возможно применение двигателей для продолжительного режима работы с Рном < Рраб и последующей их проверкой на тепловой режим. Повторно-кратковременный режим характеризуется продолжительностью включения. Для определения мощности двигателя находят эквивалентную мощность нагрузки Рэ .р (Мэ.р, Iэ.p) за рабочее
время:

Электроника

17. Полупроводниковый диод и его структура

Полупроводники являются широким классом материалов, которые по своей электропроводности занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. При комнатной температуре удельное сопротивление, Ом • м, проводников — 10^-8... 10 ^-5,
полупроводников — 10^-6... 10⁸ и диэлектриков — 10⁷... 10¹⁷.Наиболее широкое распространение получили полупроводниковые элементы германий (Ge) и кремний (Si), расположенные в
четвертой группе периодической системы химических элементов
Д. И. Менделеева, а также некоторые соединения. Полупроводниковые материалы четвертой группы образуют
кристаллическую решетку с парными ковалентными связями между
атомами кристаллической решетки. Число ковалентных парных
связей равно числу валентных электронов, т. е. четырем. При температуре Т= 0 К в чистом полупроводнике отсутствуют
носители электрического заряда. При повышении температуры
некоторые ковалентные связи в кристаллической решетке нарушаются, что обусловлено температурными колебаниями атомов.
При этом выделяются носители зарядов двух типов: отрицательные — электроны и положительные — дырки. Таким образом, при
воздействии температуры в полупроводнике появляются носители
электрических зарядов двух знаков.

18. Р-п-переход, его характеристики

pn переход это тонкая область, которая образуется в том месте, где контактируют два полупроводника разного типа проводимости. Каждый из этих полупроводников электрически нейтрален. Основным условием является то что в одном полупроводнике основные носители заряда это электроны а в другом дырки.

 При контакте таких полупроводников в результате диффузии зарядов дырка из p области попадает в n область. Она тут же рекомбенирует с одним из электронов в этой области. В результате этого в n области появляется избыточный положительный заряд. А в p области избыточный отрицательный заряд.

 Таким же образом один из электронов из n области попадает в p область, где рекомбенирует с ближайшей дыркой. Следствием этого также является образование избыточных зарядов. Положительного в n области и отрицательного в p области.

 В результате диффузии граничная область наполняется зарядами, которые создают электрическое поле. Оно будет направлено таким образом, что будет отталкивать дырки находящиеся в области p от границы раздела. И электроны из области n также будут отталкиваться от этой границы.

 Если говорить другими словами на границе раздела двух полупроводников образуется энергетический барьер. Чтобы его преодолеть электрон из области n должен обладать энергией больше чем энергия барьера. Как и дырка из p области.

 Наряду с движением основных носителей зарядов в таком переходе существует и движение неосновных носителей зарядов. Это дырки из области n и электроны из области p. Они также двигаются в противоположную область через переход. Хотя этому способствует образовавшееся поле, но ток получается, ничтожно мал. Так как количество неосновных носителей зарядов очень мало.

 Если к pn переходу подключить внешнюю разность потенциалов в прямом направлении, то есть к области p подвести высокий потенциал, а к области n низкий. То внешнее поле приведет к уменьшению внутреннего. Таким образом, уменьшится энергия барьера, и основные носители заряда смогут легко перемещаться по полупроводникам. Иначе говоря, и дырки из области p и электроны из области n будут двигаться к границе раздела. Усилится процесс рекомбинации и увеличится ток основных носителей заряда.

Если разность потенциалов приложить в обратном направлении, то есть к области p низкий потенциал, а к области n высокий. То внешнее электрическое поле сложится с внутренним. Соответственно увеличится энергия барьера не дающего перемещаться основным носителям зарядов через переход. Другими словами электроны из области n и дырки из области p будут двигаться от перехода к внешним сторонам полупроводников. И в зоне pn перехода попросту не останется основных носителей заряда обеспечивающих ток.

Если обратная разность потенциалов будет чрезмерно высока, то напряжённость поля в области перехода увеличится до тех пор, пока не наступит электрический пробой. То есть электрон ускоренный полем не разрушит ковалентную связь и не выбьет другой электрон и так далее.

Определяющее свойство р-n-пере­хода – его односторонняя проводимость.

Образуется запирающий слой, образованный зарядами ионов примеси: d=10-7 м, Dj = 0.4—0,8 В.
2. Направление внешнего поля (источника) совпадает с направлением контактного поля. Тока основных носителей заряда нет. Существует слабый ток неосновных носителей заряда. Такое включение называется обратным.
3. Прямое включение. Существует ток основных носителей заряда. p-n-переход пропускает электрический ток только в одном направлении (свойство односторонней проводимости).