Содержатся основные сведения по применению средств вычислительной техники при выращивании высокотемпературных кристаллов для электронной техники и энергетики. Разобраны основные тенденции внедрения ЭВМ в технологию, описаны достоинства и недостатки основных типов автоматических систем управления ростом кристаллов.
Пособие предназначено для студентов старших курсов электромеханического факультета.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящая работа органически связана с материалом учебного пособия «Применение ЭВМ в технологии выращивания кристаллов», в котором рассмотрены теоретические и технические основы для проектирования автоматических систем управления процессами роста кристаллов из расплава на базе ЭВМ.
Целью настоящей работы является обоснование, исходя из возможностей ЭВМ, оптимальной структуры автоматизированной системы для выращивания высокотемпературных кристаллов по методу Чохральского, конкретизация составляющих элементов структуры, алгоритмов управления такой системой и определение тех экспериментальных параметров технологического процесса, знание которых необходимо для эффективного функционирования этой системы.
В первой главе приводится описание разработанных при участии авторов конструкций автоматизированных установок для выращивания монокристаллов на основе метода взвещи-вания с использованием микро-ЭВМ. В целом в работе приводятся только те характеристики используемых технических средств, которые имеют прямое отношение к процессу кристаллизации, причем упор делается именно на обоснование этой взаимосвязи. Особенно это касается конструкции и условий эксплуатации устройства взвешивания, которое непосредственно испытывает на себе воздействие как теплового фактора процесса кристаллизации, так и подвергается действию агрессивной среды атмосферы кристаллизации. Важное место в содержании главы занимает вопрос цифровой обработки сигналов измерения веса, позволяющий значительно снизить погрешность измерений весовой скорости роста, величина которой является важнейшим параметром системы.
Во второй главе приводятся результаты экспериментального исследования динамических характеристик описанной в первой главе системы, являющихся основой для определения
важнейших параметров процесса кристаллизации как объекта управления. При этом в качестве основного направления выделяется не столько определение конкретных значений параметров процесса, сколько выяснение их физической сущности. Характерно в этом плане выявление связи шум в системе— термоконвенция в расплаве и атмосфере кристаллизации. Основное внимание уделено вопросу, как и какие параметры объекта управления изменяются при изменении конструкции кристаллизатора, размеров тигля, размеров кристалла, самого состава соединения и т. д.
В третьей главе приводятся принципы и методы построения цифровых алгоритмов работы управляющих устройств разработанных автоматических систем управления процессом кристаллизации как с обратной связью, так и адаптивной. Особое место занимают в главе те части разделов, в которых даны методологические принципы настройки параметров алгоритма управления на основе результатов исследований динамических характеристик системы, так как только правильно настроенная система позволяет получать высококачественные монокристаллы практически без вмешательства оператора в процесс выращивания. Приведенные фактические данные по выращиванию конкретных материалов позволяют оценить возможности разработанных автоматических систем в целом.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие............... 3
1. КОНСТРУИРОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ТУГОПЛАВКИХ МОНОКРИСТАЛЛОВ ПО МЕТОДУ ЧОХРАЛЬСКОГО НА БАЗЕ ЭВМ ... 5
1.1. Структура автоматизированных установок и краткая характеристика используемых технических устройств и средств вычислительной техники ........... 5
1.2. Применение детекторов веса в автоматизированных установках для выращивания монокристаллов......15
1.3. Конструкция детектора веса и обработки сигналов измерения
веса с использованием ЭВМ.........21
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЦЕССА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ПО МЕТОДУ ЧОХРАЛЬСКОГО С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭВМ...........33
2.1. Исследование эффекта левитации тигля и шумов в системе. Оптимизация конструкции кристаллизатора ..... 33
2.2. Исследование динамических характеристик процесса выращивания монокристаллов ......... 45
3. ВЫРАЩИВАНИЕ МОНОКРИСТАЛЛОВ ТУГОПЛАВКИХ СОЕДИНЕНИИ ПО МЕТОДУ ЧОХРАЛЬСКОГО В АВТОМАТИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ НА БАЗЕ МИКРО-ЭВМ. ЦИФРОВЫЕ АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ.............52
3.1. Формирование текущего заданного значения весовой скорости роста кристалла...........52
3.2. Цифровые алгоритмы управления с базовым управляющим воздействием ............. 55
3.3. Реализация адаптивной системы управления по схеме с большим коэффициентом усиления на базе микро-ЭВМ ... 67
Заключение. Литература.
Цена: 100руб.
