5.6
Жартылай өткізгіштіктердің химиялық қосылулары
Кремний карбиді.
Бұл Менделеевтің кестесінің SiC формуласына
сәйкес төртінші тобының элементтері кремний және көміртегінің қосылуы.
Масса бойынша кремний карбидінің құрамында Si = 70% ал, С=30%.
Техникалық кремний құрамында кварцтық құмды көміртегімен электр
пеште қалпына келтіру арқылы дайындалады. Процесс бітіп және пеш
салқындағаннан кейін оның ішінен SiC кристалдардан құралған друз деп
аталатын пакеттерін шығарады. Пакеттерді үгітіп, әртүрлі ірі дәндері бар
порошок түрге келтіреді. SiC кристалдардың негізгі физикалық қасиеттері:
тығыздық
жылылық өткізгіштік
меншікті жылылық сыйымы
сызықты кеңейтудің температуралық коэффициенті
тыйю салған зонаның кеңдігі
электрондардың жылжымалылығы
тесіктердің жылжымалылығы
диэлектрик өтімділігі
мысқа салыстырмалы жылу – ЭҚК
Порошок түрдегі кремний карбидінің электр өткізгіштігі бастапқы заттың
дәнекерінің электр өткізгіштігіне, бөлшектердің қысым дәрежесіне, электр
өрістің кернеулігіне және температураға тәуелді. 5.7, а суретте кремний
карбидінің дәнекерінен құралған варистор деп аталатын сызықсыз резистор
көрсетілген.
5.7 Сурет – Кремний карбидінен жасалған варистордың әрекет принципін
анықтау
Варистордың электр өткізгіштігі түйіспеленген дәнекердің параллельді
тізбектерімен белгіленеді және де түйіспелердің тесілу кернеулері әртүрлі
тізбектерде үлкен бытырықта болады (5.7,б сурет).
Солай, U
1
– ге ынта салынған кернеуге дейін ток R кедергі арқылы ғана
өтеді (5.7, б – сурет), ал содан кейін U
1
, U
2
, U
3
кернеулер кезде бір –бірінен
кейін дәлелдердің басқа параллельді тізбектері қосылады, сонымен вольт –
амперлік мінездемесі сынған сызық болады (5.7, в – сурет). Нақтылы
варистарде мұндай тізбектер өте көп болады, сондықтан вольтамперлік
мінездеме (5.7, г–сурет) байсалды қисық болады. Бір –бірімен байланыспаған
кремний карбидтер дәндерден құралған варистор тұрақсыз болады, соққыдан
және селкілдеуден қорқады, мінездемелерін жеңіл өзгертеді. Сондықтан SiC
дәндерін байланыстыру керек. Байланыстыру заттар ретінде сары балшық,
сұйық әйнек, лактар және т.б. қолданады. 5.7 – сурет. а – варистордың тілігі (1
– кремнийдің карбидінен жасалған дөңгелек, 2 – электрондар); б –
варистордың балама сұлбасы; в – балама сұлбаға сәйкесті вольтамперлі
мінездемесі.
Электротехникада кремнийдің карбиді жоғары кернеулі желілері және
аппаратураны
қорғайтын
винтельді
разрядсыздандырғыштрдың
резисторларын жасауға қолданылады; автоматикада, есептеу техникада,
жоғары температуралық техникада және т.б. құрылғыларда қолданатын
әртүрлі төмен кернеулі варисторлардың өндірісінде қолданады. Мысал
ретінде жоғары кернеулі желілердің винтельді зарядсыздандырғыштардағы
және силит оқтамаларда пайдаланатын кремнийлік карбидтерді қарап
шығайық.
Вентильді зарядсыздандырғыш деп варистормен бірге бір дүркін немесе
дүркін – дүркін ұшқын аралықтары бар зарядсыздандырғышты айтады.
Жоғары кернеулі желіде асқын кернеу болған кезде ұшқынды аралық
тесіледі, варистор үлкен кернеудің астында қалады, оның кедергісі кенет
азаяды да, желі жермен қосылады. Зарядсыздандырғыш арқылы ұзақтығы
бірнеше жүз микросекундаға тең серпінді ток ағады. Сонымен бірге желінің
жұмыс кернеуінің әсерімен разрядник арқылы өнеркәсіпті жиілігі бар
айнымалы тоқ ағады (ере жүретін тоқ деп аталады).
5.8 Сурет - Зарядсыздандырғыштың принципиалды сұлбасы
1- ұшқынды аралық; 2 – варистор (вилит дөңгелек)
Варистордың кедергісі кенет өскеннен бұл тоқ бірінші жартылай
периодта
нөлден
өткенде
өшеді
де,
разряд
аралықтар
ионизациясыздандырылады. Желінің қорғанысы автоматты орнына қайтады.
Силит оқтамалар кремнийдің карбиді, кристаллды кремний және көміртегі
негізінде әзірленеді. Силит қыздырғыштар әртүрлі қуаты бар электр пештерде
қолданады (пештердің максималды температурасы 1500
0
С). Қазіргі уақытта
ең көп қолданатын химиялық қосуларға фосфидтер, арсенидтер және
антимонидтер жатады.
Достарыңызбен бөлісу: |
