多点温度检测与控制系统针对室温环境下的温度监控,如大型机组的轴温,大型变压器油温,化学反应过程,环境测试等.控制核心采用采用51内核的单片机,温度检测点数64点,锅炉温度测量范围0～85℃,宜采用半导体温度传感器(如AD590等),探头(温度测量点)按矩阵方式切换.输出8路开关控制信号和1路PWM模拟信号(具备PID控制能力).温度测量精度0.1度,综合控制精度误差不超过1%.这里PWM控制信号用于某发酵罐的过程的温度控制,在稳态无扰动的情况下,PWM输出的0-5伏电压可使温度从室温25度变化到最高温度100度.对应
发酵罐的一阶惯性时间常数680秒,纯滞后时间30秒,比例系数为15."矩阵结构"是n行和n列可选通信号线,在信号线的每一个交叉点同方向连接同型号的半导体温度传感器,共n×n个.半导体温度传感器具有单向导电性,并且有很好的恒流特性,其恒定电流的大小仅仅决定于测试点的温度.在电子开关的控制下,同一时间只有唯一一个传感器接入信号采样电路,按顺序依次采集所有测试点的温度.图1为半导体温度传感器AD590实现64点温度测量电路.
设计步骤
一,总体方案设计
二,控制系统的建模和数字控制器设计
三,硬件的设计和实现
1.选择计算机机型(采用51内核的单片机)
2.设计支持计算机工作的外围电路(EPROM,RAM,I/O端口等)
3.设计键盘,显示接口电路
4.设计输入输出通道(包括AD590切换控制电路,信号转换电路和电平移动电路,AD转换器,输出驱动电路等)
*5. 其它相关电路的设计或方案(电源,通信等)
四,软件设计
分配系统资源,编写系统初始化和主程序模块
2.编写数字调节器软件模块
*3.编写A/D转换器处理程序模块
*4.编写输出控制程序模块
*5.其它程序模块(数字滤波,显示与键盘等处理程序).
五,编写课程设计说明书,绘制完整的系统电路图(A3幅面).
课程设计说明书要求：
1.课程设计说明书应书写在学院统一印制的课程设计(论文)说明书上,书写应认真,字迹工整,论文格式参考国家正式出版的书籍和论文编排.
2.论理正确,逻辑性强,文理通顾,层次分明,表达确切,并提出自己的见解和观点.
3.课程设计说明书应有目录,摘要,序言,主干内容(按章节编写),主要结论和参考书,附录应包括程序清单,系统方框图和电路原理图.
4.课程设计说明书应包括按上述设计步骤进行设计的分析和思考内容和引用的相关知识.
5.*部分为可选项,不作要求.
6.程序清单可以提交电子文档,按以下方式提交.
直拉法生长的硅单晶中的杂质浓度受到许多因素的影响。掺杂估算所考虑的只是肩部下刚开始等径生长的硅单晶要达到的目标电阻率。在忽略了一些次要因素后，可以对掺杂量进行大致的估算，作为试拉时的依据，然后可以再根据试拉的结果进行修正。
直拉法生长硅晶体时炉膛中的气氛有正压、减压氩气(也可用氮气)和真空三种。在不同的气氛下，掺杂剂的蒸发情况不同。掺杂估算时必须考虑它的影响。下面我们分别讨论不同气氛下的掺杂估算。
(a)不考虑熔硅中的杂质挥发时的掺杂估算
生长用于集成电路和分立器件制造的大直径中、低阻晶体时，普遍采用减压氩(氮)气气氛。除重掺杂外，在两种气氛下生长硅单晶时都不用纯元素掺杂，而是用掺杂元素与硅的合金与多晶硅共熔掺杂。这是因为一方面纯元素量太少不易精确计量，另一方面其物理化学性质与硅熔体也相差太远，例如某些元素的熔点比硅低得多，与多晶硅共熔时将于硅熔化前挥发。
CZ法生长是典型的正常凝固过程，在忽略杂质的挥发效应的情形，掺杂剂的轴向分布遵从Pfann关系式(3．149)，分布曲线如图3．41所示。选取晶体肩部位置的电阻率为目标电阻率上限，如果可以忽略杂质的挥发、石英坩埚引入的杂质、多晶硅中的初始杂质浓度和母合金电阻率的不均匀性对于目标电阻率的影响，则可以推出以下的掺杂估算公式。
母合金中的掺杂元素分凝进入晶体，达到与目标电阻率相应的掺杂剂浓度，故有
（a+m)CS=keff.Cm .m
式中，a为多晶硅的重量，m为掺人的母合金的重量；Cm 为母合金中掺杂剂的浓度，keff为有效分凝系数，CS 为晶体肩部位置处目标电阻率对应的杂质浓度。因而掺入的母合金的重量可由下式计算得到：
m=CS/[(keff.Cm -cs)a]
在减压氩气气氛下，生长硅单晶速度为lmm／min时，几种常用掺杂元素在硅中的有效分凝系数的一组数据是：磷为0．406，硼为0．91，锑为0．052。
按式(4．19)估算掺杂量，再根据实际情况加以修正。一般能够做到比较准确地控制生长成的晶体的电阻率。
(b)考虑熔硅中的杂质挥发时的掺杂估算
在真空环境下生长硅单晶或者掺杂剂元素的挥发性很强时，必须考虑掺杂剂的蒸发。掺杂元素的蒸发系数以Sb、As最大，P、Al较小，硼很小。掺杂剂的蒸发使其浓度发生的变化可由下式表示：
（见插图5个公式为以下6个需要的计算式）NO.1
式中，E为掺杂元素的蒸发系数，AL为熔体蒸发面积，VL为熔体体积，CL为熔体中掺杂剂的浓度。对式(4．10)积分，得
NO.2
式中CL0为晶体放肩结束时熔体中的掺杂元素的浓度。故在考虑熔硅中的杂质挥发的情形，要达到同样的目标电阻率所需要加入的母合金的重量为
NO.3
其中t为从母合金熔化到放肩结束这两个时刻之间的时间。
(3)掺杂结果的修正方法
在掺杂过程中，由于下列因素得到的结果可能与掺杂估算不一致：
(a)多晶硅的杂质浓度的测试不准确。
(b)多晶硅中存在着其他电活性杂质；
(c)多晶硅中有明显的杂质补偿；
(d)母合金中杂质浓度的数据不准确；
(e)石英坩埚材料中主要杂质含量不一致；
(f)蒸发系数、坩埚的沾污率等数据的选择不合适；
(g)生长硅单晶过程中从开始熔化到收肩的时间控制不严格；
(h)生长硅单晶工艺的其他不稳定因素。
如果由于以上因素生长出的晶体的电阻率与掺杂估算有偏离，可在下一次生长硅单晶中应用比例法进行修正。修正式可用：
NO.4
式中，m1为上次生长硅单晶时掺人的合金重量；ρ1为上次生长硅单晶时晶体的电阻率；m2为下次生长硅单晶时应掺入的合金重量；ρ2为下次生长硅单晶时晶体的电阻率。
(4)元素掺杂法的掺杂估算
生长外延衬底稳压管、太阳能电池用重掺硅单晶和掺杂用母合金(其电阻率为
0.1-0.000000001欧姆时采用元素掺杂法。一般采用在多晶熔化后将掺杂剂投入熔硅进行掺杂的方法。掺杂元素的纯度一般为5～7个“9”。其掺杂计算如下：
(a)当忽略掺杂元素的蒸发时
NO.5
其中A和A’分别为掺杂元素与硅的原子量。
(b)当考虑掺杂元素的蒸发时
NO.6
式中，A为掺杂元素的原子量；A’为硅的原子量，Cs为重掺杂单晶的杂质浓度，单位是10-9cm-3。其他符号意义同上。
应当指出，除了上述计算的掺杂量外，还应根据实际情况考虑掺杂时高温冲击引起额外蒸发的杂质，以及炉膛内的掺杂元素在气氛中的分压等因素的影响。
希望对你有帮助
单晶拉棒是用于制造半导体器件用的。单晶拉棒是太阳能电池的，单晶硅棒是通过区熔或直拉工艺在炉膛中整形或提拉形成的，是硅原子按籽晶的晶格排列方向，重新排列的硅单晶体棒。
单晶拉棒生产流程为拉晶、机加以及抛光工序，经过不断改进拉晶工艺，提升少子寿命，降低氧含量，持续提升产能和硅棒成品率单晶硅作为一种极具潜能，亟待开发利用的高科技资源，正引起越来越多的关注和重视。
单晶拉棒结构
熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成三维空间长程有序的形式成为单晶硅。单晶硅具有准金属的物理性质，有较弱的导电性，其电导率随温度的升高而增加，有显著的半导电性。超纯的单晶硅是本征半导体。
在超纯单晶硅中掺入微量的ⅢA族元素，如硼可提高其导电的程度，而形成p型硅半导体；如掺入微量的ⅤA族元素，如磷或砷也可提高导电程度，形成n型硅半导体。
单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。单晶硅主要用于制作半导体元件。
硅结晶型的硅是暗黑蓝色的，很脆，是典型的半导体。化学性质非常稳定。在常温下，除氟化氢以外，很难与其他物质发生反应。
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