патенты / 19577

780724-- = "/"; . , . . , . . , . , , . .



. :
:
УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB780724A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ 780724 Дата подачи заявки и подачи полной спецификации. Август. 24, 1953. 780724 . 24, 1953. № 21704/55. . 21704/55. Заявление подано в Германии в августе. 18, 1952. . 18, 1952. (Выделено из № 780 723). ( . 780,723). Полная спецификация опубликована в августе. 7, 1957. . 7, 1957. Индекс при приемке: -Класс 37, К(1А2:1С1:СХ:2:3Д:3Ж:35 4А). :- 37, (1A2: 1C1: : 2: 3D: 3J: 35 4A). Международная классификация -. -. ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ Способ производства электрических асимметрично проводящих систем Мы, -...., 31-32, , , 36, , немецкая компания, настоящим заявляем об изобретении, в отношении которого мы молимся, чтобы патент был разрешен. быть предоставлены нам, а метод, с помощью которого это должно быть выполнено, должен быть подробно описан в следующем заявлении: - , -...., 31-32, , , 36, , , , , , : - Настоящее изобретение относится к электрическим асимметрично проводящим системам, например выпрямители или транзисторы, содержащие полупроводниковый корпус, такой как германий или кремний, который имеет определенный тип проводимости, например -типа и имеет по меньшей мере одну область с противоположным типом проводимости, например был передан, и изобретение касается способов изготовления таких асимметрично проводящих систем. , .. , - , , , .. -, , .. , . Основной метод изготовления электрических асимметрично проводящих систем, напр. выпрямители или транзисторы путем придания по меньшей мере одной области полупроводникового тела изначально определенного типа проводимости, например -тип, проводимость противоположного типа, -типа, представляет собой 2S, характеризующийся согласно изобретению тем, что преобразование типа проводимости одной или каждой области выполняется посредством локального процесса термического формования, осуществляемого путем пропускания тока в полупроводник от электрода, находящегося в контакте с областью или каждой областью, подлежащей преобразованию, и что после полученного таким образом преобразования поверхностный слой, по меньшей мере, обработанной области или областей полупроводника удаляется. , .. , - , , .. -, , -, 2S - , - . Этот метод подходит для улучшения характеристик и повышения полезности асимметрично проводящих систем вышеупомянутого типа и значительно облегчает производство полупроводников с более чем одной преобразованной областью. , - . Как хорошо известно, проводящий тип полупроводника зависит от определенных желаемых примесей, которые он содержит или которые в него введены, и поэтому важно избегать загрязнения любыми нежелательными примесями. , - , . [Пицца 3с. 6г.1 Преобразование типа проводимости области полупроводника осуществляется, как правило, размещением заостренного контактного штыря на поверхности основного полупроводникового тела в точке 50, где происходит преобразование тип проводимости желателен, и заставляя ток, преимущественно в форме импульсов тока, проходить через штырь в полупроводниковый корпус. В результате этого процесса в месте контакта контактного штифта с полупроводником образуется полость или кратер, окруженный кольцевым выступом или выступом, причем такая полость или кратер приветствуются, поскольку их можно использовать для приема точка точечного электрода 60, предназначенного для взаимодействия с полупроводниковым телом во время работы. [ 3s. 6d.1 - , , - 50 , , , - . 55 , , -, - 60 - - . Однако было обнаружено, что в результате такой обработки из полупроводникового материала и материала, из которого состоит контактный штифт, образуются сплавы или соединения, и что такие сплавы или соединения представляют собой загрязнение полупроводникового материала. что отрицательно влияет на его свойства. Эти неблагоприятные условия усугубляются тем, что нежелательные примеси концентрируются в упомянутой полости или кратере, предназначенном для приема рабочего электрода, поскольку стенка полости или кратера во время работы находится в непосредственном контакте с заостренным контактным штифтом. процесс формирования. , - 65 , - . 70 , , . В результате удаления поверхностного слоя согласно изобретению не только удаляются неизбежные загрязнения поверхности полупроводника, но и очищаются 80 полостей и кратеров, образующихся при локальном преобразовании типа проводимости полупроводника. . - , 80 ' . Способ согласно изобретению может быть использован с особым преимуществом во всех тех 85 случаях, когда требуется, чтобы полупроводниковое тело имело две или более преобразованные области, которые имеют наименьшее расстояние друг от друга в несколько микрон или несколько 10 микрон. . Согласно еще одному признаку изобретения, 90 отдельных преобразованных областей сформированы таким образом, что каждая преобразованная область является самой глубокой в своем центре и постепенно становится тоньше к границе, так что отдельные области перекрывают друг друга и после этого отделяются друг от друга. путем удаления поверхностного слоя. 85 - 10 . , 90 , , . Удаление поверхностного слоя целесообразно проводить таким образом, чтобы поверхность полупроводника за пределами обработанных участков удалялась в большей степени, чем поверхность обработанных участков, на что может повлиять более длительное воздействие удаляющие агенты. Удаление может осуществляться как химическим, так и электрохимическим способом. - . . Для чистого химического удаления поверхностного слоя германия особенно подходит смесь плавиковой кислоты, азотной кислоты, нитрата меди и воды, тогда как для электрохимического удаления германия оказался удовлетворительным электролит, состоящий из или его водный раствор, т.е. , , , , , .. так, чтобы он содержал от 10 до 700 HPO4, предпочтительно 45% . После операции снятия желательно подвергнуть все полупроводниковое тело термической обработке, если это необходимо, в защитной атмосфере или в вакууме. 10 700 ,PO4, 45% ,. , - - . После удаления поверхностного слоя преобразованную область или каждую преобразованную область снабжают электродом. , . Особенно выгодно выбирать электроды, которые состоят, по меньшей мере, в точке контакта из никеля или никельсодержащего сплава. Однако во многих случаях предпочтительными являются электроды, состоящие, по крайней мере, в точке контакта из благородного металла, предпочтительно из золота, или из сплава, содержащего благородный металл. . , , , , . Электроды предпочтительно будут выполнены точечными и будут вставлены в образовавшиеся полости. Кроме того, один или несколько дополнительных электродов могут находиться в контакте с поверхностью полупроводника, не подвергнутой конверсионной обработке, и электроды могут быть расположены так, что они непосредственно примыкают к одной или к каждой, предпочтительно кратерообразной полости. , в зависимости от обстоятельств. - . , - , - , . Способ согласно изобретению особенно хорошо подходит для изготовления выпрямителей или управляемых полупроводников, например транзисторов. -, . Теперь изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые показаны на фиг. 1–3 показаны три этапа изготовления полупроводника с двумя соседними преобразованными областями, пригодными для формирования части точечного транзистора. accompany5S . 1 3, - - . На рис. 1 показан блок, состоящий из германия, имеющего, например, -тип проводимости, и двух заостренных штырей 2, контактирующих с блоком, которые служат для подачи тока, необходимого для процесса формовки. . 1 - , 2 , . На рис. 2 показана система после прохождения тока через заостренные штыри для осуществления процесса формования. Штифты 2 и 3 проникли на некоторое расстояние в германиевый блок 1 и образовали две полости 4 и 5, каждая из которых окружена кольцевым выступом или выступом 6 и 7 соответственно, образуя кратер 70, подобный кратеру вулкана. В результате нагрева германия при прохождении тока образуются две преобразованные области 8 и 9, каждая из которых имеет сферическую границу по направлению к основному полупроводнику, причем тонкие края 25 перекрывают друг друга в точке 10, как показано пунктиром. линии. После этого штифты 2, 3 вынимаются и снимается поверхностный слой. . 2 . 2 3 1 4 5, 6 7 70 . , 8 9 -, 25 10 . , 2, 3 . Рис. 3 иллюстрирует готовую систему. Из германиевого блока 80 по краям и за пределами областей 8 и 9 было снято больше материала, чем из этих областей, так что перекрытие в 10 было удалено и получено определенное расстояние 11 между областями 8 и 9. В кратеры 4 и 5 вставлены электроды 12 и 13, 85, состоящие, например, из золота, стенки которых полностью состоят из германия с проводимостью -типа в отличие от основного германиевого тела, имеющего проводимость -типа. 90-кратные характеристики некоторых полупроводниковых систем, например. транзистора существенно зависит от четко определенного расстояния между преобразуемыми областями. До сих пор вызывало значительные трудности формирование преобразованных областей таким образом, чтобы получить заданное расстояние 11. Следует понимать, что если применяется способ изготовления согласно изобретению, заранее определенное расстояние 11 между преобразованными областями может быть получено простым способом. . 3 . 80 8 9 , 10 11 8 9 . 12 13, 85 , 4 5, - - . 90 - , .. . 95 11 . , , - 11 . Необходимо лишь снять поверхностный слой на такую глубину, чтобы получилось нужное расстояние. .
, ."> . . .
: 506
: 2024-04-11 13:48:19
: GB780724A-">
: :

780725-- = "/"; . , . . , . . , . , , . .



. :
:
УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB780725A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ 780,725 Дата подачи Полной спецификации (согласно разделу 3 (3) Патентов). 780,725 ( 3 (3) Закон 1949 г.): ноябрь. 8, 1954. , 1949): . 8, 1954. Дата подачи заявления: ноябрь. 20, 1953. : . 20, 1953. Дата подачи заявления: 28 апреля 1954 г. : 28, 1954. Полная спецификация опубликована: август. 7, 1957. : . 7, 1957. № 32264/53. . 32264/53. № 12333/54. . 12333/54. Индекс при приемке: -Класс 29, G10, H2H; и 37, К(1Д6:2:3Е2:5:6Д). :- 29, G10, H2H; 37, (1D6: 2: 3E2: 5: 6D). Международная классификация;-F25b, . Привет. ;-F25b, . . СОСТАВЛЕНИЕ СПЕЦИФИКАЦИИ Усовершенствования термоэлектрических устройств или относящиеся к ним Мы, } , из , , Лондон, ..2, британской компании, и ХИРОШИ ДЖУЛИАН ГОЛДСМИД, из , , Уэмбли, Миддлсекс , подданный Великобритании, настоящим заявляем, что изобретение, на которое мы молимся, чтобы нам был выдан патент, а также метод, с помощью которого оно должно быть реализовано, должны быть подробно описаны в следующем заявлении: , } , , , , ..2, , , , , , , , , , : - Настоящее изобретение относится к термоэлектрическим устройствам. - . Ранее были проведены различные исследования возможности использования термоэлектрического эффекта для охлаждения, отопления или выработки электроэнергии в коммерческих масштабах. Однако такие исследования дали мало практических результатов из-за сравнительно низкой эффективности рассматриваемых лермоэлектрических устройств. - , . , , - . С точки зрения получения высокого КПД термоэлектрического устройства было показано Альтенкирхом (. Зейтс. 1911, том 12, стр. 920), что мерой пригодности материала для использования в устройстве является величина 0, равная -/. где t1 — абсолютное значение термоэдс материала, а — электропроводность материала, а А — теплопроводность материала, все измеренные при данной температуре; для максимальной эффективности значение 0 должно быть как можно большим. , (. . 1911, 12, 920) 0 -/. t1 , - , , ; 0 . Согласно закону Видемана-Франца отношение а-/А является постоянным для всех металлов при данной температуре, так что в целом можно утверждать, что для истинных металлов самые высокие значения 0 получаются у металлов, имеющих самые высокие абсолютные значения. термоэлектрической энергии. Однако даже для тех металлов, которые имеют самые высокие абсолютные значения термоЭДС, величина 0 никогда не превышает примерно 12 000 при 00°С, где выражается в микровольтах/., выражается в ом-р см-л. , а выражается в ваттах/см·С, и для таких значений 0 соответствующая эффективность термоэлектрического устройства настолько мала, что для большинства применений устройство будет коммерчески бесполезным. Поэтому была рассмотрена возможность использования полупроводников в термоэлектрических устройствах, поскольку известно, что полупроводники можно получать с абсолютными значениями термоЭДС, значительно более высокими, чем у металлов, хотя для полупроводников значение отношения а-/А обычно заметно ниже, чем для металла. - , -/ , 0 - . , , 0 12,000 00 , / ., = - -, / '., 0 - . , , - - , - , - -/ . До сих пор поиск подходящих полупроводников для использования в термоэлектрических устройствах в основном шел на эмпирической основе, особенно потому, что термоэлектрическая мощность и отношение -/ изменяются не только от одного полупроводника к другому, но и изменяются. также для любого конкретного полупроводника в зависимости от его степени чистоты. Как хорошо известно, на некоторые свойства полупроводника может существенно влиять включение донорных или акцепторных примесей (обычно состоящих из чужеродных атомов, которые в случае соединения могут быть избыточными атомами одного из элементов соединения). ), и двумя свойствами, на которые это влияет, являются термоэлектрическая энергия и электропроводность; если эти две величины измеряются при заданной температуре на серии образцов определенного полупроводника разной степени чистоты и одного и того же типа проводимости, а результаты представляются в виде графика зависимости термоэдс от электропроводности, обнаружено, что абсолютная величина термоЭДС мала как при низких, так и при высоких значениях электропроводности, что соответствует соответственно полупроводнику в очень чистом и очень загрязненном состоянии, а абсолютное значение термоЭДС возрастает до максимум для некоторого промежуточного значения электропроводности. , - , - -/ - - . , - ( , ), ; - , , , - , , . Настоящее изобретение особенно касается использования полупроводников, содержащих примеси, так что полупроводники имеют свойства, соответствующие точкам, лежащим на участке кривой, упомянутой выше, в которой абсолютное значение термоэлектрической мощности уменьшается с увеличением электропроводности. и такие полупроводники называются в данном описании внешними полупроводниками. - , - -. В основе настоящего изобретения лежит попытка предоставить систематические критерии выбора и изготовления полупроводников, чтобы они имели относительно высокое значение величины 0, определенной выше. - 0 . Согласно изобретению термоэлектрическое устройство содержит по меньшей мере одну термопару, по меньшей мере один элемент которой состоит из внешнего полупроводника, имеющего атомный вес А по меньшей мере 120 и имеющего значение по меньшей мере 9000/А2 для соотношения эффективной массы носителей заряда, присутствующих в полупроводнике в избытке, к массе свободного электрона, причем полупроводник содержит такие примеси, что при температуре 0' С. , - 120, 9000/A2 - , - 0' . абсолютное значение его термоэдс лежит между 200 и 350 микровольт/0 С. 200 350 /0 . Предпочтительно, чтобы указанная термопара содержала два элемента, каждый из которых состоит из внешнего полупроводника, имеющего свойства, указанные в предыдущем абзаце, причем один элемент имеет проводимость -типа, а другой элемент имеет проводимость -типа. - , - - . Соображения, на которых основано изобретение, заключаются в следующем. Для примесного полупроводника электропроводность можно принять равной , где — концентрация носителей заряда, находящихся в избытке в полупроводнике (электроны проводимости в полупроводнике -типа и дырки в полупроводнике Р-типа), Е — электронный заряд, а — подвижность носителей заряда, в избытке присутствующих в полупроводнике; абсолютное значение термоэдс 2) можно принять равным (+), где — константа при данной температуре, — разность энергий между дном энергетической зоны электронов проводимости и уровнем Ферми. для полупроводника -типа и представляет собой разность энергий между уровнем Ферми и верхом энергетической зоны валентных электронов для полупроводника -типа ( является положительным, когда уровень Ферми находится в запрещенной зоне), а представляет собой член, значение которого зависит от типа процесса рассеяния, которому подвергаются носители заряда, находящиеся в избытке в полупроводнике. . -, , - ( - - - -), , ' ; 2) (+), , - - ( ), - . Для интересующего типа полупроводника концентрацию носителей можно принять равной - [+ ()], где и — константы при данной температуре, а — отношение эффективных масса носителей заряда, присутствующих в полупроводнике в избытке, к массе свободного электрона. Понятие эффективной массы возникает из-за того, что поведение электронов в полупроводнике необходимо рассматривать в соответствии с принципами волновой механики, а не в соответствии с принципами классической механики; Чтобы сохранить формальное согласие с классической механикой, удобно постулировать эффективную массу электрона, которая, вообще говоря, не будет равна массе свободного электрона. Фактически, для электронов, имеющих энергию вблизи вершины разрешенной энергетической зоны электронов, эффективная масса отрицательна, но обычно 75 рассматривают такой случай как соответствующий положительно заряженному носителю, имеющему положительную эффективную массу, что приводит к концепции положительной дырки. - , - [+ ()] , - . , ; 70 , . , , 75 , . В общем, эффективная масса не является скалярной величиной, но во избежание сложностей математического анализа удобно рассматривать ее так, как если бы она была скалярной; в данном случае такая трактовка оправдана, если принять во внимание, что эффективная масса определяется приведенным выше соотношением для концентрации заряженных носителей 5 . , 80 ; 5 . Подставив приведенные выше выражения в соотношение для А, получим, что для которого значение 6 является максимальным, и это оптимальное значение можно просто вычислить, если предположить, что другие величины, входящие в приведенное выше выражение для 62, не зависят от (что приблизительно верно, поскольку эти величины меняются лишь медленно с увеличением изменение ). Точное оптимальное значение зависит от значения и, следовательно, от природы преобладающих процессов рассеяния в рассматриваемом полупроводнике; однако разумное приближение можно получить, приняв конкретное значение , поскольку 6 относительно медленно меняется с в области оптимального значения , а возможный диапазон значений 105 относительно ограничен. Приняв значение (соответствующее центру этого диапазона) 0,071 электрон-вольт для при температуре С, можно показать, что оптимальное значение составляет -0,0075 электрон-вольт при температуре 110 0 С, это что соответствует абсолютному значению термоЭДС 230 микровольт/'С. Далее можно показать, что значение 4 не сильно меняется в диапазоне значений , соответствующих абсолютным значениям термоЭДС, лежащим в диапазон 200-350 микровольт/0С. Таким образом, чтобы получить максимальную эффективность термоэлектрического устройства, использующего внешний полупроводник, необходимо подготовить полупроводник 120 с таким содержанием примесей, чтобы его термоэлектрическая мощность находилась в пределах указанного выше диапазона. , X6i_ 2YuEM ",( + )2 [4 +()] - 90 6 62 ( 95 ). , - ; , , 6 105 . ( ) 0.071 ., -0.0075 110 0 ., 230 /' . , 4 115 200-350 /0C. - 120 - . Для любого конкретного полупроводника оптимальное значение термоэдс, конечно, можно определить эмпирически. , - , , . 780,725 значение коэффициента Холла, если оно меняется при вращении направления магнитного поля вокруг направления течения тока; аналогично, для такого образца термоэлектрическую мощность следует измерять в том же направлении, в котором было бы целесообразно использовать полупроводник в термоэлектрическом устройстве. 780,725 ; , , - - . Эффективную массу носителей заряда можно определить из измерений термоэдс и коэффициента Холла, используя выражения, аналогичные приведенным выше для концентрации носителей и термоэдс , вместе с соотношением = 31r/ 8NE, где – коэффициент Холла. Подставив числовые значения констант в эти выражения, можно вывести следующее уравнение: - , = 31r/8NE, . , : 1530[i4+(/86 - 3)] Также видно, что значение 0 увеличивается с увеличением значения величины ./'/, которая будет отличаться от одного полупроводника к другому. ; следовательно, можно заключить, что для высокого КПД термоэлектрического устройства необходимо использовать полупроводники, имеющие высокое значение этой величины. Мы пришли к выводу, что величина /2/ увеличивается с увеличением атомной массы (которую в случае соединения можно принять как молекулярную массу соединения, деленную на число атомов в молекуле соединения) полупроводника. Это касается, и оказывается, что для получения достаточно высокого значения 0 для практического применения необходимо выбирать полупроводники с атомным весом не менее 120. Однако этот критерий сам по себе недостаточен, поскольку некоторые полупроводники, имеющие такой атомный вес, могут иметь сравнительно низкое значение эффективной массы одного или обоих электронов проводимости и дырок. 1530[i4+(/86 - 3)] 0 ./'/, - ; , , - . /2/ ( ) , 0 - 120. , , , . В диапазоне атомных масс, который представляет интерес в связи с настоящим изобретением, величина '/2// увеличивается примерно пропорционально квадрату атомного веса, и мы пришли к выводу, что для получения достаточно высоких значений 0 для практического использования отношение эффективной массы носителей заряда, присутствующих в полупроводнике в избытке, к массе свободного электрона должно иметь значение не менее 9000/А-, где А - атомный вес полупроводника. проводник. , '/2// , 0 - 9000/-, -. Прогнозируется, что для полупроводника, который удовлетворяет этим двум условиям, значение 0 не должно падать значительно ниже 20 000 при 0 (выраженное в тех же единицах, что указаны выше), когда полупроводник изготовлен с использованием термоЭДС в диапазоне 200-350 мкВ/0 С. - , 0 20,000 0 . ) - 200-350 /0 . Чтобы решить, соответствует ли какой-либо конкретный полупроводник второму критерию, приведенному выше, это так. необходимо произвести определение эффективной массы носителей заряда, присутствующих в избытке в полупроводнике. Это можно сделать, измерив термоэдс и коэффициент Холла на образце полупроводника, приготовленном с таким содержанием примесей, что при температуре, при которой проводятся измерения, электропроводность в значительной степени обусловлена одним типом заряженных частиц. только перевозчик; если возможно, желательно, чтобы образец был подготовлен так, чтобы. - , . -. - ; , . иметь термоэлектрическую мощность, находящуюся в оптимальном диапазоне, указанном выше. Для монокристаллического образца во избежание осложнений, которые могут возникнуть из-за анизотропии кристаллической структуры полупроводника, необходимо проводить измерения коэффициента Холла при токе, протекающем в образце в том же направлении относительно к кристаллографическим осям, как это было бы в случае, если бы полупроводник использовался в термоэлектрическом устройстве, и принять наименьшее измеренное значение T3/2, где имеет значение, присвоенное ему выше, как и абсолютное значение термоэлектрического 85 мощность, выраженная в микровольтах/Кл, Н — коэффициент Холла, выраженный в см2/кулон, а Т — температура, при которой проводятся измерения, выраженная в К. . , -, - , T3/2 , 85 / ., cm2/, , '. Одним из полупроводников, который, как мы обнаружили, на 90% соответствует приведенным выше критериям в отношении атомного веса и эффективной массы носителей заряда, является теллурид висмута (Bi2Te), атомный вес которого (как определено выше для соединения) равно 160 и имеет эффективную массу как для электронов проводимости, так и для дырок, примерно равную массе свободного электрона, определенной методом, описанным в предыдущем абзаце. Предыдущие предложения были сделаны в патентных описаниях № 587,360 и 588,369 по использованию теллурида висмута в качестве материала для термопар, но в таких предложениях не было четко указано, что материал должен быть подготовлен так, чтобы иметь термоэлектрическую мощность, находящуюся в пределах оптимального диапазона 105, указанного выше. . - 90 (Bi2Te.), ( ) 160, 95 , . . 587,360 588,369 , 105 . Мы подготовили описанным ниже способом образцы этого материала как -типа, так и -типа, имеющие термоэлектрическую энергию, лежащую в пределах оптимального диапазона, указанного выше; 110, например, мы подготовили образец Р-типа, имеющий при 00°С термоэлектрическую мощность 220 микровольт/см, электропроводность 400 Ом-смм1 и теплопроводность 0,019 Вт/см. Таким образом, 115 дает значение 0, равное примерно 32 000, и мы предварительно сравнили образец -типа, имеющий при 00 термоэлектрическую мощность 250 микровольт/0 , электропроводность 350 Ом'-см. -1, и теплопроводность 0,019 Вт/см 120 , что дает значение 9, равное примерно 34 000. - - - ; 110 , - 00 . - 220 /' ., 400 -'cmi1, 0.019 /' ., 115 0 32,000, , - 00 ., 250 /0 , 350 '--1, 0.019 / 120 ., 9 34,000. Материал может быть приготовлен путем плавления примерно стехиометрических пропорций висмута и теллура в вакуумированном контейнере из диоксида кремния, а затем охлаждения материала 125 с образованием твердого слитка. Если в исходном расплаве присутствует небольшой избыток теллура, то можно получить слиток проводимости -типа и из такого слитка получить материал проводимости -типа, подвергнув его процессу, известному как зональная рафинирование, при котором зона расплава образуется на одном конце слитка и затем перемещается по слитку к другому концу. Слиток Р-типа проводимости можно получить и включением в исходный расплав небольшого избытка висмута. Из вышесказанного будет очевидно, что избыточный теллур и висмут действуют соответственно как донорная и акцепторная примеси в теллуриде висмута. -, 125 . , - , 790,725 4 780,725 - , . - . . Теперь в качестве примера будут описаны два устройства в соответствии с изобретением со ссылками на прилагаемые схематические чертежи, на которых: фиг. 1 представляет собой частичный разрез термоэлектрического холодильника; и Фигура 2 представляет собой вид в разрезе термоэлектрического генератора, предназначенного для утилизации отработанного тепла. , : 1 ; 2 . Как показано на фиг.1, холодильник содержит холодильную камеру в форме кубической коробки, имеющей четыре одинаковые стенки 1 из теплоизоляционного материала, дверь 2 из изоляционного материала и заднюю стенку, которая представляет собой собственно холодильную установку. В этой стенке расположено большое количество термопар, каждая из которых включает стержень 3 из теллурида висмута -типа и стержень 4 из теллурида висмута -типа, причем все стержни 3 и 4 расположены так, что их продольные оси перпендикулярны плоскости. задней части - ^стенка. Каждый стержень 3 или 4 соединен своими внутренними и внешними концами с различными соседними стержнями 4 или 3 противоположного типа проводимости посредством медных полосок 5 так, что все термопары соединены электрически последовательно; следует понимать, что во время работы холодильника каждая медная полоска 5 имеет одинаковую температуру и, следовательно, не способствует термоэлектрическому эффекту, а просто служит проводящим соединением. Конечно, желательно, чтобы сопротивление медных полосок 5 было сделано настолько низким, насколько это практически возможно, чтобы свести к минимуму выделение тепла от полосок 5. 1, 1 , 2 , . - 3 - 4 - , 3 4 - ^. 3 4 4 3 5 ; 5 , , . , , 5 5. Шины 3 и 4, а также медные полосы 5 отлиты в блоке из электроизоляционного материала 6, который служит для изоляции различных элементов массива термопар друг от друга; толщина изоляционного материала, закрывающего полоски 5, на внутренней и внешней гранях блока 6, делается максимально тонкой, чтобы не препятствовать передаче тепла. К внешней поверхности блока 6 прикреплена металлическая пластина 7, на которой расположен ряд металлических ребер 8 охлаждения. 3 4 5 6, - ; 5 6 . 6 7 8. Концевые термопары в холодильном агрегате снабжены внешними выводами 9 и 10, а при работе холодильника между этими выводами подключают источник постоянного напряжения так, что через термопары проходит постоянный ток в таком смысле, что происходит выделение тепла. поглощается на стыках между стержнями 3 и 4 на внутренней стороне задней стенки и выделяется на стыках между стержнями 3 и 4 на внешней стороне стены. В соединениях на внешней стороне стены поддерживается по существу постоянная температура за счет воздушного охлаждения, так что внутренняя часть холодильной камеры будет охлаждаться. 9 10, - 3 4 3 4 . , . Следует понимать, что теллурид висмута как -типа, так и -типа будет приготовлен так, чтобы иметь абсолютные значения термоэлектрической мощности, лежащие в оптимальном диапазоне, указанном выше. Помимо выполнения этого требования, для достижения максимальной эффективности необходимо, чтобы были выполнены еще два соотношения. Первым из них является LPS2-,, где суффиксы и относятся соответственно к теллуриду висмута -типа и -типа, используемому в термопарах ( и имеют значения, присвоенные им выше, — длина стержня 3 или 4, а — площадь поперечного сечения стержня 3 или 4. На практике обычно удобнее всего удовлетворить это требование, приняв равным и выбрав значения и соответственно. - - . , , , . LPS2-, - - -, ( , 3 4 3 4. , , , , . Второе требование: — полная термоэдс термопары, Т и Т — соответствующие абсолютные температуры горячего и холодного спаев, а К равна ', + T2 / + /X1jr1. ), (, - T2) = ( ,/, +/,), , -, , . , /', + T2 / + /X1jr1. С помощью устройства, описанного выше, с использованием теллурида висмута Р-типа и -типа, приготовленного так, чтобы иметь соответственно 100 абсолютных значений термоэлектрической мощности 220 и 250 микровольт/°С, мы обнаружили, что можно получить максимальная разница температур между горячими и холодными спаями термопар составляет около 37°С, когда 105 горячие спаи поддерживаются при температуре около 13°С. , - - 100 - 220 250 /' ., 37 . 105 13 . Описанный выше холодильник имеет преимущества, заключающиеся в отсутствии движущихся частей и, следовательно, в бесшумной работе, отсутствии ответственности за утечку нежелательных паров в атмосферу и незначительной стоимости обслуживания. , , 110 , . Теперь обратимся к фигуре 2. Термоэлектрический генератор включает в себя массив термопар, электрически соединенных последовательно и сконструированных аналогично охлаждающему устройству холодильника, показанному на фигуре 1; каждая термопара включает в себя стержень 11 из теллурида висмута -типа и стержень 12 из теллурида висмута 120 Р-типа, при этом стержни 11 и 12 соединены между собой на концах медными полосками 13 и отлиты в блок 14 из электроизоляционного материала. материал. Блок 14 780,725, 780,725 расположен так, что его основные грани соответственно соприкасаются со стенками двух камер 15 и 16. 2, 1; - 11 12 - 120 , 11 12 13, 14 . 14 780,725 780,725 15 16. Отработанный пар низкого давления, полученный, например, из выхлопа турбины, подается в камеру 15 через впускную трубу 17 и конденсируется на стенке камеры 15, нагревая тем самым один набор чередующихся спаев термопар; вода, конденсирующаяся в камере, отводится через сливную трубу 18. , , 15 17 15, ; 18. Охлаждающая вода подается в камеру 16 через впускную трубу 19, протекает через камеру 16 для охлаждения другого набора чередующихся спаев термопар и стекает через сливную трубу 20. В процессе работы на термопарной матрице появляется напряжение, равное сумме напряжений, генерируемых всеми термопарами, а для подключения генератора к нагрузке предусмотрены внешние выводы 21 и 22, подключаемые к концевым термопарам массива. 16 19, 16 -, 20. , , 21 22 - . Опять же, следует понимать, что теллурид висмута -типа и -типа будет получен с соответствующим значением термоэлектрической мощности, как указано выше. Помимо выполнения этого требования, необходимо для получения максимального КПД удовлетворить приведенную выше зависимость между размерами стержней и их электро- и теплопроводностью. Чтобы получить максимальную выходную мощность, общее сопротивление генератора должно быть равно сопротивлению нагрузки, а в целях экономии места и материала длины стержней 11 и 12 должны быть настолько короткими, насколько это практически возможно. - - , . , , , . , , , 11 12 . Следует понимать, что в сочетании с термоэлектрическими генераторами согласно настоящему изобретению можно использовать источники тепла, отличные от тех, которые используются в вышеизложенном устройстве; например, такие генераторы могут иметь особое применение в связи с использованием солнечной или атомной энергии. ; , . В некоторых случаях термоэлектрические устройства в соответствии с изобретением могут работать с горячими спаями их термопар, поддерживаемыми при очень высоких температурах; например, для получения высокого КПД термоэлектрические генераторы могут эксплуатироваться с поддержанием температуры горячих спаев в несколько сотен градусов Цельсия. В таких случаях необходимо, чтобы используемые полупроводники помимо соответствия указанным выше требованиям , обладать достаточно высокой величиной энергетической щели между энергетическими зонами валентных электронов и электронов проводимости, чтобы гарантировать, что собственная проводимость не возникает в сколько-нибудь существенной степени в верхней части рабочего диапазона температур; если это условие не выполняется, может произойти значительное снижение термоэдс при более высоких температурах. , - ; , , . - , , ; . Хотя в описанной выше схеме элементы каждой термопары состояли соответственно из образцов -типа и -типа одного и того же полупроводника, можно было бы также использовать образцы -типа и -типа из разных полупроводников. проводники; такое расположение может быть желательным, например, если конкретный полупроводник соответствует условиям, указанным выше, когда он приготовлен так, чтобы иметь один тип проводимости, но не соответствует этим условиям, когда он изготовлен так, чтобы иметь противоположный тип проводимости. - В 75 дополнительных альтернативных схемах один из полупроводниковых элементов термопары может быть заменен металлическим элементом при условии, что относительные термоэлектрические силы двух элементов полученной термопары будут иметь противоположный знак. - - - -, - - -; , 70 , - .- 75 , - - , .
, ."> . . .
: 506
: 2024-04-11 13:48:21
: GB780725A-">
: :

780726-- = "/"; . , . . , . . , . , , . .



. :
:
УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB780726A
[]
/.-. -Я_.-[>. , /.-. -I_.-[>. , /-- _- ш--- /-- _- --- ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ Дата подачи полной спецификации: август. 5, 1955. : . 5, 1955. Дата применения: 14 мая 1954 г. № 14218/54. : 14, 1954. . 14218/54. - Полная спецификация опубликована: август. 7, 1957; - : . 7, 1957; Индекс при приемке: - Классы 29, G109, H2H; и 87, К(1Д68:2. 5). :- 29, G109, H2H; 87, (1D68: 2. 5). Международная классификация:-F25b, . Н011. :-F25b, . H011. ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ. . Улучшения в термоэлектрических рексигераторах или в отношении них. . Мы, компания , британская компания , , , ..2, и РОНАЛЬД УОЛТЕР ДУГЛАС, компания , , Уэмбли, Мидлсекс, британский субъект, настоящим заявляем: изобретение, на которое мы молимся, чтобы нам был выдан патент, и метод, с помощью которого оно должно быть реализовано, должны быть подробно описаны в следующем заявлении: , , , , , ..2, , , , , , , , , , , :- Настоящее изобретение относится к термоэлектрическим холодильникам, то есть холодильникам, в которых охлаждение достигается за счет использования эффекта Пельтье. , . Согласно изобретению термоэлектрический холодильник снабжен термоэлектрическим генератором, предназначенным для подачи питания на холодильник. , . У такого холодильника есть два основных преимущества. Во-первых, его можно эксплуатировать от любого удобного источника тепла, не обязательно электрического. Во-вторых, он может иметь относительно простую конструкцию и при этом отвечать требованиям высокой эффективности. Для пояснения последнего пункта следует указать, что для высокого КПД термоэлектрических холодильников существует оптимальное значение падения напряжения на каждой термопаре, используемой в холодильнике (при заданном значении разности температур между горячей и холодные спаи термопар), а для практических материалов термопар оптимальное значение обычно составляет небольшую долю вольта. Это означает, что для холодильника, имеющего холодопроизводительность в практических пределах, необходимо для получения высокого КПД предусмотреть питание холодильника - источник очень высокого постоянного тока при очень низком напряжении, если конструкция холодильника ,не усложнится :?---:..---путем включения большого количества термопар, соединенных последовательно. . , , . , . , - ( ), . , , - , , :?---:..--- . Следует понимать, что настоящее изобретение обеспечивает устройство, способное удовлетворить этому требованию. Одна конструкция в соответствии с изобретением теперь будет описана на примере со ссылкой на прилагаемый чертеж, который представляет собой вид сбоку, частично в разрезе, термоэлектрического холодильника. - . , , , . Судя по чертежу, холодильник содержит холодильную камеру в виде кубического ящика 1 из теплоизоляционного материала, снабженного дверцей 2. Холодильный аппарат установлен на задней стенке коробки 1 и представляет собой одну термопару, содержащую два элемента 3 и 4, состоящие соответственно из полупроводника -типа и полупроводника -типа, которые предпочтительно выбираются в соответствии с с учетом соображений, изложенных в Полном описании родственных одновременно находящихся на рассмотрении патентных заявок № 32264/53 и 12333/54 (серийный № 780,725). Каждый из элементов 3 и 4 имеет форму пластины с прямоугольными основными гранями, а два элемента 3 и 4 расположены так, что их соответствующие основные грани копланарны, и разделены пластиной 5 из электроизоляционного материала. Два элемента 3 и 4 электрически соединены друг с другом посредством медной пластины 6, которая расположена так, что одна из ее главных сторон контактирует с соответствующими основными поверхностями двух элементов 3 и 4, при этом пластина 6 установлена на внутренней стороне задняя стенка коробки. 1 и фактически представляет собой холодный спай термопары. , 1 ' 2. - 1 - 3 4 - --, - . 32264/53 12333/54 ( . 780,725). 3 4 , 3 4 5 . 3 4 6 3 4, 6 . 1, . Холодильник устроен так, чтобы запитываться от термоэлектрического генератора, который содержит одну термопару, имеющую два элемента 7 и 8, аналогичные элементам 3 и 4. Два элемента 7 и -' --. _ --- 780,726 8 разделены пластиной 5 и предполагается, что между горячей и основной гранями элементов 3 и 4 поддерживается разница температур, расположенных их главными гранями параллельно 20°С. , и холодные спаи холодильного термоса, чтобы элемент Н-типа 7 генераторной пары. Тогда, если предположить, что вся термопара обращена к элементу 3 Р-типа, элементы 3, 4, 7 и 8 идентичны по 70 размерам охлаждающей термопары и тисков, так что падение напряжения на --: наоборот. Элементы 7 и 8 электрически охлаждающей термопары составляют половину подключенного к соответствующим облицовочным элементам общего напряжения, вырабатываемого генератором 3 и 4 с помощью двух медных блоков 9 термопары, можно показать, что по порядку и 10 расположены в контакте. с другой стороны, падение напряжения на основных поверхностях холодильного 75 соответствующих элементов, --- термопара должна иметь оптимальное значение, медные блоки 9 и 10 вместе эффективно образуют горячий спай генератора, термообразующий горячий спай холодильного оборудования. пару следует поддерживать при температуре термопары и холодного спая около 300 С; общее напряжение, создаваемое термопарой генератора и разделяемой термопарой генератора 80, питаемой пластиной 5, будет тогда около 0,15 вольт. 7 8 3 4. 7 -' --. _ --- 780,726 8 5 - 20' . 3 4, - 7 . , - 3 3, 4, 7 8 70 , --: . 7 8 ' 3 4 9 , 10 75 ,- --- 9 10 - - 300 .; , -- 80 5. 0.15 . Кроме того, элементы 7 и 8 электрически соединены. Можно показать, что с учетом предположений, связанных друг с другом с помощью дополнительной меди, изготовленной выше, необходимо предусмотреть блок 11, который находится в контакте с этим основным силовым входом 150 В. ватт на охлаждающие поверхности элементов 7 и 8, удаленных от термопары, чтобы обеспечить 85 охлаждающей термопары медь, необходимую охлаждающую способность. Это означает, что блок-11, фактически представляющий собой горячий ток, протекающий через холодильный спай термопары генератора, и термопара должна иметь силу тока 2000 ампер, а блок 2- устроен так, чтобы нагреваться электрическим током, следовательно, можно показать, что общий ток Резистивный нагреватель 12, встроенный в блок 11, и электрическое сопротивление холодильной термопары 90, трижды изолированной от него, а следовательно, и термогенератора. Весь блок, состоящий из холодильной пары, должен составлять 3,25 х 10 Ом. Это требование к регулирующим и генераторным термопарам может быть выполнено путем изготовления каждого из них, предварительно заделанного в блок 13 изолирующих элементов 3, 4, 7 и 8 с материалом толщиной, который закрепляется в отверстии. 0,5 см и основные грани размером 95 в задней стенке коробки 1. , 7 8 - , , 11 150 7 8 85 , . - -11, , 2,000 , 2- 12 , - , 90 , 11. - - , 3.25 10- . : -: - - 13 - 3, 4, 7 8 - 0.5 95 1. Блок 6 х 12,5 см; таким образом, медная пластина 6, 13, служащая для предотвращения нежелательных потерь тепла, обычно может иметь площадь 12,5 см². 6 12.5 ; 6 13 12.5 . - и проводимость тепла от одной части Наконец, можно показать, что под оперединой к другой. Каналы, такие как 14, находятся в условиях, выведенных выше, эффективность, обеспечиваемая через блоки 9, 10 генераторной термопары, такова, что 100 и 13 и пластина 5, так что охлаждение электронагревателя 12 должно осуществляться водой. прошло через медь примерно 2 киловатта. - , , . 14 , 9, 10 100 13 5, 12 - 2 . блоки - 9 и 10 для поддержания их при желаемой температуре. - устройства, описанные выше. Следует понимать, что различные нагревания горячего спая генератора 105 медными элементами 6, 9, 10 и 11 описанной термопары могут осуществляться иными, чем вышеописанные размеры, которые электрически выполнены; например, этот нагрев может быть организован таким образом, что сопротивление, которое они добавляют к контуру, будет незначительным по сравнению с сопротивлением прибора, работающего на угольном газе или твердом топливе. Кроме того45 -элементы 3, 4, 7 и 8, и тем более, если бы это было возможно, за счет использования 110 тефмалов и электрического контакта между улучшенными материалами термопар, чтобы позволить медным элементам 6, 9, 10 и 11 и Температура горячего спая элементов 3, 4, 7 и 8 должна быть как можно выше температуры охлаждающей термопары. - значительно превышающее указанное выше значение, без каких-либо цифр, чрезмерно уменьшающих эффект охлаждения, теперь будут даны 115 деталей для теоретической возможности использования охлаждающей воды в холодильнике описанной формы, представляющей собой горячую подвод воды после него - выше и имеющий холодопроизводительность 100, прохождение через медные блоки 9 и 10. - 9 10 . - 105 6, 9, 10 11 ; - - . Furthert45 - 3, 4, 7 8, , , 110 , 6, 9, 10 11 3, 4, 7 8, . - , 115 - - 100 9 10. ватт. В этой конструкции предполагается, что . , -
, ."> . . .
: 506
: 2024-04-11 13:48:22
: GB780726A-">
: :

780727-- = "/"; . , . . , . . , . , , . .



. :
:
УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB780727A
[]
, Если-. С0,, — «4,, 0',. , -. C0,, - "4,, 0',. ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ 780,727 780,727 Дата подачи полной спецификации: октябрь. 15, 1952. : . 15, 1952. Дата подачи заявления: август. 28, 1951. № 20310151. : . 28, 1951. . 20310151. Полная спецификация опубликована: август. 7, 1957. : . 7, 1957. Индекс приемлемости: - Классы 69(3), I1; и 95, Международная классификация B2RE: -B05. :- 69(3), I1; 95, B2RE :-B05. ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ. . Совершенствование производства напылённых покрытий. . Мы, ДЖОН АЛЬБЕРТ ЧИТТИ и РОБЕРТ ФРАНК АРМИТЭДЖ, оба подданные Королевы Великобритании и обе исследовательские лаборатории компании () , Элстри-Уэй, Борэмвуд, в графстве Хартфорд, настоящим заявляем об изобретении, в отношении которого мы молимся, чтобы нам был выдан патент и метод, с помощью которого он реализуется, который будет подробно описан в следующем заявлении: , , () , , , , , , :- Настоящее изобретение относится к производству напыляемых покрытий и касается, в частности, нанесения покрытия из жидкой композиции на требуемую поверхность слоем практически одинаковой толщины, что требуется при производстве так называемых " печатные схемы и т.п. , , , - "" . Целью изобретения является создание улучшенных и относительно простых средств, с помощью которых такие напыленные покрытия могут быть получены автоматически с относительно высокой степенью однородности, по крайней мере, на большей части покрытия. . Согласно данному изобретению средство для использования при производстве напыленных покрытий содержит распылительное сопло, средство подачи жидкой композиции в постоянном объеме в единицу времени в сопло, средство подачи газообразной жидкости под давлением в указанное сопло для подачи жидкую композицию оттуда в виде узкой мелкодисперсной струи, стол, приспособленный для поддержки своей плоскостью распыляемой поверхности. перпендикулярно оси струи, подаваемой соплом, средство для создания относительного возвратно-поступательного движения между столом и распылительным соплом на относительно высокой скорости, а также средство для одновременного создания относительного движения между столом и распылительным соплом с относительно высокой скоростью. сравнительно небольшая скорость в направлении под прямым углом к [Цена 3с. 6d.] относительное возвратно-поступательное движение, причем оба относительных движения таковы, что поддерживают плоскость распыляемой поверхности на одинаковом расстоянии от распылительного сопла, и эти движения настолько связаны друг с другом по скорости и протяженности, что соседние полоски состава уложенные на поверхность, сольются воедино по своим продольным краям. : , , , . , - 40 , [ 3s. 6d.] , . Для того чтобы изобретение можно было ясно понять, далее будет описан более подробно пример того, как оно может быть реализовано на практике, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых: Фиг.1 представляет собой схематический вид. устройства для осуществления изобретения; Фиг.2 представляет собой разобранный вид несущего элемента, опорного стола и маски; фиг. 3 - продольный разрез распылительной насадки и средства подачи к ней жидкой композиции; фиг., 4 - разрез по линии - фиг. 3; и фиг. 5 представляет собой разрез по линии - фиг. 3. , , , : . 1 ; . 2 , ; . 3 ; ., 4 - . 3; . 5 - . 3. Этот пример касается производства на элементах-носителях, состоящих из изоляционного материала, например, стекла, резисторов, состоящих из материала, имеющего высокое удельное электрическое сопротивление, который связан с носителем посредством одной из этоксиленовых смол (иногда называемых например, эпоксидные смолы), такие как известные под зарегистрированной торговой маркой «». , , , , ( ) "". Композиции, подходящие для получения покрытий такого характера, описаны в описании одновременно рассматриваемой заявки № 25524/50 (серийный № 751001). - . 25524/50 ( . 751,001). На столе 2 установлен несущий элемент 1 (фиг. 2) в виде плоского прямоугольного листа, на одной поверхности которого желательно изготовить ряд небольших прямоугольных участков, покрытых фрезисторным составом. посредством пары штифтов 3, возвышающихся над столом 2 в диагонально противоположных местах и взаимодействующих с соответственно расположенными отверстиями 4, образованными в держателе. Резьбовые болты 5 предусмотрены в четырех углах стола 2, выступая из него, и вставляются в соответствующие отверстия 6, образованные через маску 7, при этом гайки 8 предусмотрены для взаимодействия с болтами 5 для размещения держателя 1 между столом 2. и маску 7, при этом установочные штифты 3 имеют высоту меньше толщины элемента 1. Маска 7 снабжена отверстиями 9, соответствующими тем участкам поверхности носителя 1, на которые должно быть нанесено резисторное покрытие. 1 (. 2) , ' 2 3 2 - 4 . 5 2 6 7, 8 - 5 1 2 7, 3 1. 7 9 1 . Стол 2 установлен в антифрикционных направляющих элементах 10 (рис. 1) на каретке 11 с возможностью возвратно-поступательного движения в плоскости, нормальной к оси струи 12 резисторного состава, создаваемой распылительным соплом, обозначенным в целом цифрой 13. Стол 2 совершает возвратно-поступательное движение вдоль направляющих 10 с относительно высокой скоростью посредством шатуна 14, поворачивающегося одним концом к столу 2, а другим концом - к периферии диска, приводимого в движение посредством зубчатой передачи. 16 электродвигателем-17, перевозимым кареткой 11. 2 - 10 (. 1) 11 - 12 - - 13. 2 - 10 - - 14 2 - 16 -17 11. Каретка 11 сама установлена с возможностью перемещения по направляющим 18, поддерживаемым основной опорой: платформой (не показана) и соединена с центральной длиной одной ветви бесконечной ленты 19, которая проходит через шкивы 20, один из - который приводится через зубчатую перед