Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Вопрос: Материалы резисторов интегральных схем

33Вопрос: Сверхпроводящие материалы. Сверхпроводи́мость — свойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением при достижении ими температуры ниже определённого значения (критическая температура). Известны несколько десятков чистых элементов, сплавов и керамик, переходящих в сверхпроводящее состояние. По взаимодействию с магнитным полем сверхпроводники делятся на две основные группы: сверхпроводники I и II рода. Сверхпроводники первого рода при помещении их в магнитное поле «выталкивают» последнее так, что индукция внутри сверхпроводника равна нулю (эффект Мейсснера). Напряжонность магнитного поля, при котором разрушается сверхпроводимость и поле проникает внутрь проводника, называется критическим магнитным полем Нк. У сверхпроводников второго рода существует промежуток напряженности магнитного поля Нк2 > Н > Нк1, где индукция внутри сверхпроводника меньше индукции проводника в нормальном состоянии

34Вопрос: Материалы высокого сопротивления Материалы высокого электрического сопротивления используются для поглощения электрической энергии и преобразования ее в тепло. Очевидно, что к таким материалам будут предъявляться следующие требования61. Высокое удельное сопротивление 2.Высокая механическая прочность3. Технологичность - то есть способность к сварке, пайке, высокая пластичность.4. Высокая коррозионная стойкость 5.Низкая стоимость.6. Низкое значение термо- Э.Д.С. в паре с медью.7.Малый температурный коэффициент сопротивления. Медь — обладает достаточно малым удельным электросопротивлением (0,0168 мкОм´м), пластична и обладает высокой прочностью. Алюминий. Удельное сопротивление алюминия в 1,6 раз выше удельного сопротивления меди, но алюминий в 3,5 раза легче меди. Манганин. МНМц-3-12 (80%Cu, 3%Ni, 12%Mn). Достаточно дешевый сплав, отличающийся высоким удельным сопротивлением (r=0.45 мкОм´м), и низкой термо-Э.Д.С в паре с медью. Недостатком сплава является низкая коррозионная стойкость и невысокая предельная рабочая температура (<200°С ). Константан. Твердый раствор 40% никеля в меди, точнее 40%Ni, 1,5%Mn, остальное медь. Этот сплав маркируется как НММц 58,5-1,5. Наименование этого сплава подчеркивает неизменность его сопротивления при изменении температуры. Практически при изменении температуры от —100°С до +100°С. его удельное сопротивление остается постоянным, то есть температурный коэффициент сопротивления (ar) равен 0.

35Вопрос: Классификация веществ по магнитным свойствам По реакции на внешнее магнитное поле и характеру внутреннего магнитного упорядочения все вещества в природе можно подразделить на пять групп: диамагнетики(слабые магнитные материалы. Не имеют постоянного дипольного момента), парамагнетики(имеют постоянный магнитный момент,располог хаотично и слабо связанны друг с другом), ферромагнетики(низкочастотные,имеют дипольный магнитный момент), антиферромагнетики и ферримагнетики(высокочастотные). Перечисленным видам магнетиков соответствуют пять различных видов магнитного состояния вещества: диамагнетизм, парамагнетизм, ферромагнетизм, антиферромагнетизм и ферримагнетизм.

36Вопрос:Особенности сильномагнитных веществ Сильномагнитные вещества — ферромагнетики — вещества, обладающие спонтанной намагниченностью, т. е. они намагничены даже при отсутствии внешнего магнитного поля. К ферромагнетикам кроме основного их представителя — железа (от него и идет название «ферромагнетизм») — относятся, например, кобальт, никель, гадолиний, их сплавы и соединения. Характерная особенность ферромагнетиков состоит также в том, что для них зависимость J от H (а следовательно, и В от Н) определяется предысторией намагничения ферромагнетика. Это явление получило название магнитного гистерезиса. Различные ферромагнетики дают разные гистерезисные петли. Ферромагнетики с малой (в пределах от нескольких тысячных до 1—2 А/см) коэрцитивной силой Нс (с узкой петлей гистерезиса) называются мягкими, с большой (от нескольких десятков до нескольких тысяч ампер на сантиметр) коэрцитивной силой (с широкой петлей гистерезиса) — жесткими. Величины Нс, Jос и mmax определяют применимость ферромагнетиков для тех или иных практических целей. Taк, жесткие ферромагнетики (например, углеродистые и вольфрамовые стали) применяются для изготовления постоянных магнитов, а мягкие (например, мягкое железо, сплав железа с никелем) — для изготовления сердечников трансформаторов. Ферромагнетики обладают еще одной существенной особенностью: для каждого ферромагнетика имеется определенная температура, называемая точкой Кюри, при которой он теряет свои магнитные свойства. При нагревании образца выше точки Кюри ферромагнетик превращается в обычный парамагнетик. Переход вещества из ферромагнитного состояния в парамагнитное, происходящий в точке Кюри, не сопровождается поглощением или выделением теплоты, т.е. в точке Кюри происходит фазовый переход II рода.

37Вопрос: Факторы, влияющие на магнитные свойства факторы: случайных примесей, упругих и остаточных деформаций, направленной кристаллизации, температуры и воздушного зазора. магнитные свойства (начальная и максимальная проницаемости, остаточная индукция, коэрцитивная сила и др.) сложным образом зависят от внешних условий и могут для некоторых материалов изменяться в широких пределах. Влияние примесей. Примесями называют случайные включения, попавшие в магнитный материал в процессе его изготовления и ухудшающие его свойства. Обычно примеси не превышают 1% и практически не влияют на величины Э и Js, зато они могут очень силь­но изменить вид кривой намагничивания и петли гистерезиса.

38Вопрос:Потери в магнитных материалах МАГНИ́ТНЫЕ ПОТЕ́РИ, потери на перемагничивание ферромагнетиков. Потери на гистерезис. Обусловлены необратимыми процессами перемагничивания. Потери на гистерезис за один цикл перемагничивания (т.е. за один период изменения поля), отнесенные к единице объема вещества, определяются площадью статической петли гистерезиса. Для вычисления этих потерь можно использовать эмпирическую формулу Эг=mn, где — коэффициент, зависящий от свойств материала, m — максимальная индукция, достигаемая в данном цикле, n — показатель степени, принимающий значения от 1,6 до 2 в зависимости от m. Потери на вихревые токи. В проводящей среде за счет ЭДС самоиндукции, пропорциональной скорости изменения магнитного потока, возникают вихревые токи. Вихревые токи нагревают проводники, в которых они возникли. Это приводит к потерям энергии в магнитопроводах (в сердечниках трансформаторов и катушек переменного тока, в магнитных цепях машин). Для уменьшения потерь на вихревые токи необходимо использовать материал с повышенным удельным сопротивлением, либо собирать сердечник из тонких слоев, изолированных друг от друга. Потери на магнитное последействие. Обусловлены магнитной вязкостью — отставанием магнитной индукции от изменения напряженности магнитного поля. Спад намагниченности ферромагнетиков происходит не мгновенно, а течение некоторого промежутка времени.

39Вопрос:Классификация магнитных материалов делятся на 3 группы:1.магнито-мягкие (материалы с узкой петлей гистерезиса, малой потерей перемагничевания)2.магнито-твердые(постоянные магниты, ферриты для СВЧ, магнитострикционные материалы 3.спец назначения(с прямоугольной петлей гистерезиса, ферриты для СВЧ, магнитострикционные материалы, магнитодиэлектрики)

40Вопрос:Магнитомягкие материалы Магнитомягкие материалы[1], магнитно-мягкие материалы[2] — материалы, обладающие свойствами ферромагнетика или ферримагнетика, причём их коэрцитивная сила по индукции составляет не более 4 кА/м.[1] Такие материалы также обладают высокой магнитной проницаемостью и малыми потерями на гистерезис.. Магнитомягкие материалы используются в качестве сердечников трансформаторов, электромагнитов, в измерительных приборах и в других случаях, где необходимо при наименьшей затрате энергии достигнуть наибольшей индукции. Для уменьшения потерь на вихревые токи в трансформаторах используют магнитомягкие материалы с повышенным удельным электрическим сопротивлением, обычно применяются в виде магнитопроводов, собранных из отдельных изолированных друг от друга тонких листов. Листы изолируются лаком друг от друга. Такое исполнение сердечника называется шихтованным

41Вопрос:Магнитотвердые материалы МАГНИТОТВЕРДЫЕ МАТЕРИА́ЛЫ (магнитожесткие материалы), магнитные материалы, характеризующиеся высокими значениями коэрцитивной силы Hc. Качество магнитотвердых материалов характеризуют также значения остаточной магнитной индукции Br, максимальной магнитной энергии, отдаваемой материалом в пространство Wm и коэффициента выпуклости. Материалы также должны иметь высокую временную и температурную стабильность перечисленных параметров и удовлетворительные прочность и пластичность.

42Вопрос:Магнитные материалы специального назначения К группе материалов специального назначения относят: 1)материалы с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ); 2)магнитострикционные материалы;3) термомагниты; 4)ферриты СВЧ;5) материалы с постоянной магнитной проницаемостью; 6) Материалы для звукозаписи. К ним относятся такие, из которых изготавливаются корпуса, валы, беличьи клетки роторов, а также другие детали и узлы электрических машин и аппаратов: сплавы меди, алюминия, чугуны, стали. Последние по магнитным свойствам делятся на материалы магнитные и немагнитные. К первым относятся серый чугун, углеродистые и легированные стали, ко вторым — немагнитные стали и немагнитные чугуны.

43Вопрос: Собственные и примесные полупроводники Собственными полупроводниками являются химически чистые полупроводники, а их проводимость называется собственной проводимостью. Примером собственных полупроводников могут служить химически чистые Ge, Se, а также многие химические соединения: InSb, GaAs, CdS и др. У собственных полупроводников число появившихся при разрыве связей электронов и дырок одинаково, т.е. проводимость собственных полупроводников в равной степени обеспечивается свободными электронами и дырками. Проводимость примесных полупроводников. Если внедрить в полупроводник примесь с валентностью большей, чем у собственного полупроводника, то образуется донорный полупроводник.(Например, при внедрении в кристалл кремния пятивалентного мышьяка. Один из пяти валентных электронов мышьяка остается свободным).

44Вопрос:Факторы, определяющие электропроводимость полупроводников 1)Влияние температуры на электропроводность полупроводников.В широком диапазоне температур и для различного содержания примесей имеют место температурные зависимости концентрации носителей заряда в полупроводнике n-типа2) Влияние деформации на электропроводность полупроводника.Электропроводность твердых кристаллических тел изменяется от деформации вследствие увеличения или уменьшения межатомных расстояний, приводящего к изменению концентрации и подвижности носителей зарядов. Подвижность носителей изменяется из-за изменения амплитуды колебания узлов кристаллической решетки при их сближении или удалении.3) Влияние света на электропроводность полупроводника. Световая энергия, поглощаемая полупроводником, вызывает появление в нем избыточного (по сравнению с равновесным при данной температуре) количества носителей зарядов, приводящего к возрастанию электропроводности.. Фотопроводимостью называют увеличение электрической проводимости вещества под действием электромагнитного излучения.4) Влияние сильных электрических полей на электропроводность полупроводников. В сильных электрических полях нарушается пропорциональность между плотностью тока в полупроводнике и напряженностью внешнего электрического поля:J = γ× E, (3.10)где J – плотность тока, γ- коэффициент пропорциональности, Е- напряженность внешнего электрического поля.

45Вопрос: Термо- и фотоэлектрические эффекты в полупроводниках К термоэлектрическим явлениям относятся следующие:1.Эффект Зеебека— возникновение термо-э.д.с. в цепи, состоя­щей из двух или нескольких полупроводников, места соединения,которых находятся при разных температурах.2.Эффект Пельтье— выделение или поглощение тепла на кон­такте двух различных полупроводников при прохождении электри­ческого тока. Фотоэлектрические явления электрические явления, происходящие в веществах под действием электромагнитного излучения. Поглощение электромагнитной энергии в веществе происходит всегда отдельными порциями – квантами (Фотонами), равными ηω(η – Планка постоянная, ω– частота излучения). Ф. я. возникают, когда энергия поглощённого фотона затрачивается на квантовый переход электрона в состояние с большей энергией.

46Вопрос:Простые полупроводники ЭЛЕМЕНТА́РНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКО́ВЫЕ МАТЕРИА́ЛЫ (простые полупроводники), химические элементы, простые вещества которых проявляют полупроводниковые свойства. Полупроводниковые свойства проявляют 12 химических элементов, находящихся в средней части Периодической системы Д. И. Менделеева. К ним относятся: элементы IVА подгруппы — углерод (алмаз), кремний, германий, олово; элементы VА подгруппы — фосфор, мышьяк, сурьма и висмут; элементы VIА подгруппы — сера, селен, теллур; элементы VIIА подгруппы — иод. Все они являются p-элементами, в атомах которых постепенно заполняются электронами p-орбитали. В простых веществах с валентными s- и p-электронами выполняется правило Юм-Розери (правило октета), согласно которому координационное число К = (8 - N), где N — номер группы в Периодической системе.

47Вопрос: Сложные полупроводники Сложными полупроводниковыми материалами являются химические соединения, обладающие полупроводниковыми свойствами и включающие два, три и более элементов. Полупроводниковые соединения, состоящие из двух элементов, приято называть бинарными. Они обозначаются буквами латинского алфавита с цифровыми индексами (римские цифры над буквами обозначаются группу в периодической системе, а арабские цифры под буквами - стехиометрический коэффициент): АШВV (GaAs, JnSb), AIIBVI(CdS. ZnSe), AIVBVI(PbTe), AIVBIV(SiC), A2VB3VI(Bi2Te3) и т.д. СЛОЖНЫЕ Полупроводники, неорганические химические соединения, обладающие полупроводниковыми свойствами К сложным полупроводниковым материалам относятся также аморфные и стеклообразные полупроводники

48Вопрос:Пассивные радиоэлементы (резисторы, конденсаторы, контактные устройства, моточные изделия, терморезисторы, варисторы): функции, свойства, параметры. РЕЗИСТОРЫ Используют их для ограничения тока в цепях, для создания на отдельных участках цепей падений напряжений, для разделения пульсирующего тока на его составляющие, для регулирования громкости, тембра звука и т.д. Для резисторов сравнительно небольших сопротивлений, рассчитанных на токи в несколько десятков миллиампер, используют тонкую проволоку из никелина, нихрома и некоторых других металлических сплавов. Это проволочные резисторы. Для резисторов больших сопротивлений, рассчитанных на сравнительно небольшие токи, используют различные сплавы металлов и углерод, которые тонкими слоями наносят на изоляционные материалы. Эти резисторы называют непроволочными (металлопленочными) резисторами. Основные характеристики резистора: номинальное, т. е. указанное на его корпусе сопротивление, номинальная мощность рассеяния и наибольшее возможное отклонение действительного сопротивления от номинального (указываемое в процентах). КОНДЕНСАТОРЫ основное св-во это способность накапливать электрический заряд. Основной параметр конденсатора это его емкость. Емкость конденсатора будет тем значительнее, чем больше площадь его обкладок и чем тоньше слой диэлектрика между ними. Основной единицей электрической емкости является фарада (сокращенно Ф), названная так в честь английского физика М. Фарадея. Однако 1 Ф - это очень большая емкость. Емкостное сопротивление конденсатора переменному току зависит от его емкости и частоты тока: чем больше емкость конденсатора и частота тока, тем меньше его емкостное сопротивление. Это сопротивление конденсатора можно с достаточной точностью определить по такой упрощенной формуле: Rc = 1 / 6*F*С, где Rс - емкостное сопротивление конденсатора, Ом; F - частота тока, Гц; С - емкость данного конденсатора, Ф; цифра 6 - округленное до целых единиц значение 2Рс (точнее 6,28, так как Пи = 3,14 ). Терморезистор — полупроводниковый резистор, в котором используется зависимость электрического сопротивления полупроводникового материала от температуры.Для терморезистора характерны большой температурный коэффициент сопротивления (ТКС) (в десятки раз превышающий этот коэффициент у металлов), простота устройства, способность работать в различных климатических условиях при значительных механических нагрузках, стабильность характеристик во времени.Терморезистор изготавливают в виде стержней, трубок, дисков, шайб, бусинок и тонких пластинок преимущественно методами порошковой металлургии. Их размеры могут варьироваться в пределах от 1–10 мкм до 1–2 см.Основными параметрами терморезистора являются: номинальное сопротивление, температурный коэффициент сопротивления, интервал рабочих температур, максимально допустимая мощность рассеяния. Вари́стор (англ. vari(able) (resi)stor — переменный резистор) — полупроводниковый резистор, электрическое сопротивление (проводимость) которого нелинейно зависит от приложенного напряжения, то есть обладающий нелинейной симметричной вольт-амперной характеристикой и имеющий два вывода. Один из основных параметров варистора — коэффициент нелинейности λ — определяется отношением его статического сопротивления R к динамическому сопротивлению Rd: где U и I — напряжение и ток варистора. Коэффициент нелинейности лежит в пределах 2-10 у варисторов на основе SiC и 20-100 у варисторов на основе ZnO. Температурный коэффициент сопротивления варистора — отрицательная величина.