دانلود مقاله مقایسه عملکرد حسگر دمایی بتاولتائیک مبتنی بر چشمه نیکل - 63 و پرومتیوم - 147

word قابل ویرایش
6 صفحه
21700 تومان

1مقدمه

چشمههای بتازا با نیمهعمر و چگالی بالای انرژی گزینه مناسبی برای استفاده در موارد کاربردی حسگرهای بیسیم میباشند، که نیازمند کارکرد طولانی در شرایط دسترسی سخت هستند .[1] یکی از چالشهای طراحان حسگرهای بیسیم تأمین توان این حسگرها میباشد .[2] یکی از خصوصیات سلول بتاولتایک تغییرات خطی ولتاژ مدار باز (Voc) آن با دما میباشد که باعث سهولت اندازهگیری دما میشود و میتوان از این کمیت برای سنجش دما استفاده کرد. با توجه به کاربرد دوگانه سلول بتاولتائیک میتوان از آن هم به عنوان تأمینکننده توان و هم حسگر دمایی استفاده کرد تا در انرژی مصرفی حسگر نیز صرفهجویی شود .[3] حساسیت و محدوده دمایی اندازهگیری شده از مشخصات اصلی حسگرهای دمایی میباشد لذا در طراحی حسگر دمایی بتاولتائیک نیز باید عوامل اثرگذار بر این دو کمیت مانند انرژی ذرات گسیل شده، میزان اکتیویته چشمه و تغییرات آن نسبت به زمان در نظر گرفته شود.

در این مقاله برای شبیهسازی ترابرد ذرات بتا در نیمههادی و آهنگ تولید الکترون-حفره، از کد MCNP استفاده شده است. بر اساس وابستگی دمایی عوامل تأثیرگذار بر خروجی سلول که توسط مدلهای تجربی و تئوری مشخص شدهاند، مقادیر بهینه چگالی ناخالصیها در نیمههادی برای دستیابی به بیشترین Voc خروجی و بدنبال آن دستیابی به

1299


بیشترین محدوده دمایی اندازهگیری، محاسبه شده است. همچنین تأثیر اکتیویتههای مختلف و همچنین تغییرات زمانی اکتیویته بر خروجی سلول برای دو چشمه 63Ni و 147Pm مورد بررسی قرار گرفته است.

-2روش کار

در سلول بتاولتائیک ذرات گسیلی از چشمه بتا انرژی خود را در نیمههادی تخلیه میکنند و باعث تولید هزاران زوج الکترون- حفره (EHP) میشوند. EHP های تولید شده در ناحیه تهی و EHPهای تولید شده در فاصله یک طول پخش حامل اقلیت از ناحیه تهی زمانی که به این ناحیه میرسند، توسط میدان الکتریکی داخلی اتصال p-n از یکدیگر جدا شده و باعث تولید ولتاژ و جریان الکتریکی میشوند. در این تحقیق از سیلیکون به عنوان نیمههادی و از 147Pm (نیمهعمر 2/6 سال، انرژی میانگین 65 keV، انرژی بیشینه (220 keV و چشمه 63Ni (نیمهعمر 100/1 سال، انرژی میانگین 17 keV، انرژی بیشینه (66 keV به عنوان چشمه بتا استفاده شده است. تغییرات Voc در نیمههادی نسبت به دما خطی است [3] که با رابطه 1 بدست میآید:

(1)

که در آن n ضریب ایدهآلی، J0 جریان نشتی دیود، Jsc جریان اتصال کوتاه، k ثابت بولتزمن، q واحد بارالکتریکی و T دما میباشد. جریان نشتی دیود وابستگی دمایی شدیدی دارد که این وابستگی ناشی از تغییرات دمایی چگالی حاملهای ذاتی (ni) با دما میباشد که از رابطه 2 محاسبه می شود :[3]

(2) جریان اتصال کوتاه دیود با حل تحلیلی معادلات پخش حاملهای اقلیت بدست میآید:

(3)

در روابط فوق، i نوع حامل اقلیت، الکترون یا حفره، D ثابت پخش، L طول پخش حاملهای اقلیت، i چگالی حاملهای اضافی تزریق شده، G0 انرژی تخلیه شده ذرات بتا در ضخامت صفر نیمههادی، ضریب جذب ذرات بتا و انرژی لازم برای تولید EHP میباشد. مقدار D از رابطه انیشتین (D=ʽkT/q) بدست میآید که ʽ تحرک حاملها میباشد و برای تعیین وابستگی دمایی تحرک برای الکترون و حفره از مدل Arora استفاده میشود :[4]

(4)


1300


(5) در رابطه فوق N چگالی ناخالصیها در ناحیه مورد نظر میباشد.

طول پخش حامل های اقلیت، مسافت میانگین طی شده توسط حاملهای اقلیت در نیمههادی است و با توجه به رابطه 3 تأثیر مستقیم بر خروجی سلول دارد. با افزایش طول پخش حاملهای اقلیت، EHP هایی که در خارج از ناحیه تهی شده تولید میشوند، شانس بیشتری برای رسیدن به ناحیه تهی شده دارند که باعث بهبود عملکرد سلول میشوند. طول پخش حاملها از رابطه 6 بدست می آید:

(6)

که در آن t طول عمر حاملهای اقلیت است و برای مشخص کردن وابستگی دمایی طول عمر الکترون و حفره به ترتیب از روابط 7 و 8 استفاده میشود:[5]

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 21700 تومان در 6 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع

مقاله طبقه بندی تصاویر ماهواره ای با بکارگیری ویژگی های بافت و استفاده از روش های مبتنی بر شبکه های عصبی

word قابل ویرایش
13 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست *** طبقه بندی تصاویر ماهواره ای با بکارگیری ویژگی های بافت و استفاده از روش های مبتنی بر شبکه های عصبی چکیده یکی از تکنیک های مهم درتفسیرتصاویر سنجش از دور، طبقه بندی تصاویر است که کاربرد زیادی در بررسی تغییرات زمین دارد. مسئله مهم تعیین یک ر ...

مقاله مقایسه تطبیقی ساختار کالبدی - عملکردی بازارهای قدیم با مراکز خرید امروزی از منظر پاسخگویی به نیازهای زنان

word قابل ویرایش
13 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
:3005 مقایسه تطبیقی ساختار کالبدي- عملکردي بازارهاي قدیم با مراکز خرید امروزي از منظر پاسخگویی به نیازهاي زنان چکیده تغییر نقش زنان ایرانی در خانواده از شکل سنتی و درونخانگی به شکل فعالانه و برونخانگی و به تبع آن افزایش حضور زنان در عرصههاي زندگی اجتماعی ضرورت این پژوهش را ایجاد میکند تا به نیازهاي زنان د ...

مقاله مقایسه تطبیقی عملکرد صادراتی صنعت دارویی ایران با سایر کشورهای منطقه OIC ( ارزیابی عملکرد؛ بهینه کاوی؛ ترسیم چشم انداز )

word قابل ویرایش
27 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
مقايسه تطبيقي عملکرد صادراتي صنعت دارويي ايران با ساير کشورهاي منطقه OIC (ارزيابي عملکرد؛ بهينه کاوي؛ ترسيم چشم انداز) چکيده بين المللي شدن تجارت و روي آوردن صنايع به بازارهاي جهاني، يکي از پارادايم هاي غالب در دهه هاي اخير بوده است . در همين راستا و به منظور توسعه و گسترش هرچه بيشتر تجارت جهاني، اقتصادها ...

مقاله مقایسه عملکرد الگوریتم تپه نوردی و شبیه سازی تبرید در طراحی سیستم تولید سلولی

word قابل ویرایش
14 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست *** مقایسه عملکرد الگوریتم تپه نوردی و شبیه سازی تبرید در طراحی سیستم تولید سلولی   چکیده در جهـــان رقـــابتی امـــروز تعیـــین تـــوالی و زمانبنـــدی بهینـــه عملیـــات تولیـــد بـــرای محصـــولات تولیـــدی یکـــی از ضـــرورتهای موفقیـــت ...

مقاله مقایسه عملکرد و مشکلات مراکز پیش دبستانی و کودکستانها در شهرستان ورامین

word قابل ویرایش
21 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
مقایسه عملکرد و مشکلات مراکز پیش دبستانی و کودکستانها در شهرستان ورامین چکیده ضرورت بررسی عملکرد و مشکلات دوره پیش دبستانی به دلیل تاثیر چشمگیری است، که این دوره در رشد کودک دارد. در این پژوهش توصیفی (پیمایشی) از دیدگاه سیستمی جهت بررسی استفاده شده است و جامعه آماری آن، کلیه مدیران، مربیان و اولیاء مراکز پی ...

مقاله مقایسه عملکردی تیم های مجازی خودگردان با تیم های کاری مرسوم در سازمان

word قابل ویرایش
12 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
مقایسه عملکردی تیم های مجازی خودگردان با تیم های کاری مرسوم در سازمان چکیده امــروزه بســیاری از مطالعــات پژوهشــگران علــم برنامــه ریــزی در راســتای افــزایش اثربخشــی و کارآمــدی فعالیــتهــا، بــه ســمت انجــام فعالیــت هــای گروهــی و تشــکیل تــیمهــای کــاری ســوق یافتــه اســت. تشــکیل تــیمهــا ...

مقاله شبیه سازی عددی رادیاتور اتومبیل و مقایسه با نتایج تست تونل باد به منظور بهینه سازی عملکرد موتور و مقدار مصرف سوخت

word قابل ویرایش
14 صفحه
27700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست *** شبیه سازی عددی رادیاتور اتومبیل و مقایسه با نتایج تست تونل باد به منظور بهینه سازی عملکرد موتور و مقدار مصرف سوخت چکیده بهینه سازی شرایط کارکرد موتور خودرو یکی از مهمترین راههای کاهش مصرف سوخت و آلودگی هوا می باشد. در صورتی که خنک کاری ...