С.А. ЧИПУРНОВ
СПЕЦГЛАВЫ ФИЗИКИ:
ГЕНЕРАТОРЫ
НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ
ПЛАЗМЫ
Утверждено
Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
НОВОСИБИРСК
2008
УДК 533.9…15 + 621.387.143](075.8)
Г 314
Рецензенты: д-р техн. наук, проф. <...> Предложена теория представления реакторных объемов плазменных установок в виде «цепных» аналогов. <...> Рассмотрены схемотехнические решения, лежащие в основе функционирования емкостных, индукционных и гибридных генераторов высокочастотной
низкотемпературной плазмы. <...> S
–
–
–
–
–
–
–
–
–
dэ
ωe
ve
Vкн
p
vдр
–
–
–
–
–
–
проводимость плазмы
заряд электрона
плотность электронов плазмы
масса электрона
эффективная частота упругих соударений в плазме
эффективная напряженность ВЧ магнитного поля в плазме
действующее значение напряженности ВЧ поля в зоне
протекания кольцевых токов
действующая напряженность, усредненная по всему плазменному объему
объем плазмы
магнитная проницаемость
полное число электронов в плазме
средняя плотность плазмы
средняя проводимость плазмы
толщина скин-слоя
полная плотность тока разряда
частота внешнего поля
площадь электрода, которая в аномальном режиме равняется сечению разряда в нормальном режиме
толщина приэлектродной области
электронная плазменная частота
термическая скорость электронов
катодное падение напряжения в нормальном режиме
давление газа
дрейфовая скорость электронов в области положительного столба
4
индукционная составляющая напряженности электрического поля
Ee
–
емкостная составляющая напряженности электрического
поля
–
суммарная напряженность электрического поля
E <...> –
коэффициент использования объема реактора
Vр
–
рабочий объем реактора
Vо
–
общий объем реактора
–
КПД плазменного реактора
ηпр
–
электронный КПД ВЧ генератора
ηГ
–
суммарный КПД системы <...> –
диэлектрическая проницаемость плазмы
εп
α1 ( θ ) , α 0 ( θ ) – коэффициенты однократной гармонической линеаризации проходной ВАХ активного элемента
–
угол <...>
Специальные_главы_физики_генераторы_низкотемпературной_плазмы.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
В.М. ГЕЛЛЕР, В.А. ХРУСТАЛЕВ,
С.А. ЧИПУРНОВ
СПЕЦГЛАВЫ ФИЗИКИ:
ГЕНЕРАТОРЫ
НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ
ПЛАЗМЫ
Утверждено
Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
НОВОСИБИРСК
2008
Стр.1
УДК 533.9…15 + 621.387.143](075.8)
Г 314
Рецензенты: д-р техн. наук, проф. В.П. Разинкин,
д-р техн. наук С.Ю. Матвеев
Работа выполнена на кафедре электронных приборов
Геллер В.М.
Г 314 Спецглавы физики: генераторы низкотемпературной плазмы :
учеб. пособие / В.М. Геллер, В.А. Хрусталев, С.А. Чипурнов. –
Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2008. – 36 с.
ISBN 978-5-7782-1059-2
В работе обоснована концепция анализа энергетических характеристик
плазменных сред и активации процессов в плазме. Предложена теория представления
реакторных объемов плазменных установок в виде «цепных» аналогов.
Рассмотрены
схемотехнические решения, лежащие в основе функционирования
емкостных, индукционных и гибридных генераторов высокочастотной
низкотемпературной плазмы. Предложены конструктивные решения установок
для плазмохимической обработки приборов.
Рекомендовано для студентов 2–4-го курсов РЭФ.
УДК 533.9…15 + 621.387.143](075.8)
ISBN 978-5-7782-1059-2
© Геллер В.М., Хрусталев В.А.,
Чипурнов С.А., 2008
© Новосибирский государственный
технический университет, 2008
2
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Принятые обозначения ........................................................................................... 4
Глава 1. Реакторы промышленных ВЧ генераторов плазмы...................... 6
§ 1.1. Основные положения ........................................................................ 6
§ 1.2. Индукционные и емкостные методы возбуждения
низкотемпературной плазмы ............................................................ 7
1.2.1. Трансформаторная эквивалентная схема замещения
индукционного разряда ............................................................... 10
1.2.2. Электрическая эквивалентная схема
замещения емкостного разряда ........................................................................... 14
§ 1.3. Гибридные методы возбуждения низкотемпературной
плазмы .............................................................................................. 17
§ 1.4. Протяженные плазменные реакторы ............................................. 20
Глава 2. Высокочастотные генераторы низкотемпературной плазмы ... 22
§ 2.1. Общие положения ............................................................................ 22
§ 2.2. Источники энергии для ВЧ плазмотронов .................................... 23
§ 2.3. Емкостные генераторы плазмы ...................................................... 23
§ 2.4. Гибридные генераторы плазмы ...................................................... 29
Заключение ........................................................................................................... 34
Литература ............................................................................................................. 35
3
Стр.3