§ 4. ТЕРМОЗОНД

При производстве транзисторов и в лабораторной практике необходимо идоеть метод быстрого определения характера проводимости слитка кремния или германия, а также определения границы областей разной проводимости вдоль слитка. Для подобного экспрессного способа определения знака проводимости обычно пользуются методом горячего зонда, на основе которого сконструировано много приборов.

Сущность этого метода заключается в следующем: к испытуемому образцу в нужном месте прикасаются металлическим острием — зондом, нагретым до температуры 40—50°. Милливольтметр, включенный между зондом и испытуемым образцом, покажет направление возникшей в цепи термоэлектродвижущей силы, которая будет пропорциональна величине разности температур между горячим зондом и слитком, а полярность термоэлектродвижущей силы будет зависеть от характера проводимости исследуемого объекта. Наряду с простотой и удобством измерения метод горячего зонда обладает одним существенным недостатком: при температуре зонда, близкой к температуре начала собственной проводимости в полупроводнике, этот метод дает ложные показания и оказывается непригодным.

В связи с этим возникла необходимость создать разность температур между зондом и слитком не за счет повышения температуры зонда, а за счет ее понижения. Термоэлектрический метод охлаждения позволил успешно решить эту задачу и создать прибор, необходимый промышленности.

Этот прибор (рис. 112) представляет собой термоэлектрическую пару 7 и 8, холодный коллектор которой 10 с острием на конце является зондом с площадью основания Снаружи термопара с холодным Коллектором закрыта защитным колпачком 9 из декоративной пластмассы. Съем тепла от горячих спаев

термоэлектрической пары 5 осуществляется системой радиаторов 4 с естественным конвекционным отводом тепла.

Через радиаторную систему одновременно подается электропитание на термоэлемент, для чего блок радиатора состоит из двух частей — электроизолированных друг от друга. Токоподводящие шины 1 и 2 присоединены к соответствующим частям радиаторной системы.

Рис. 112. Разрез термозонда.

Для жесткого крепления двух частей радиаторной системы друг с другом служат стяжные кольца 3 и 6. Холодный коллектор — зонд — имеет электрический вывод для присоединения к измерительному прибору. При рабочем токе 20 а на острие зонда через 2 мин. после включения устанавливается температура —17°. Падение напряжения на приборе равно 0.07 в. Таким образом, потребляемая прибором мощность от источника питания равна

Габариты прибора (диаметр в верхней части высота и его вес (470 г) позволяют без какого-либо напряжения пользоваться им в течение длительного времени.