Полупроводниковые счетчики

В последнее время для ре­гистрации гамма-квантов начинают применять полупроводнико­вые счетчики, в которых используется свойство детекторов—од­носторонняя проводимость электрического тока. Для этого создают некоторый слой, называемый р—n-переходом и обла­дающий высоким удельным сопротивлением. Две пластинки по­лупроводника, одна с электронной проводимостью, а другая — с дырочной, приводят в тесное соприкосновение. В местах их соприкосновения происходит диффузия электронов, которая нейтрализует часть дырок в тонком граничном слое с дырочной проводимостью, и этот слой заряжается отрицательно. Анало­гично тонкий граничный слой с электронной проводимостью за­ряжается положительно. В результате создается переход р—п, препятствующий дальнейшей диффузии носителей заряда. Та­кой переход р—п обладает свойствами детектора. Если пла­стинку с электронной проводимостью присоединить к катоду, а пластинку с дырочной проводимостью — к аноду, то через пе­реход течет ток. При обратной полярности толщина перехода р—п растет, и система не проводит тока.

При прохождении ионизирующей частицы через чувстви­тельный слой в нем происходит ионизация и образуются сво­бодные носители заряда, которые под действием электрического поля дрейфуют к соответствующим электродам, т. е. появляется. импульс электрического тока.

Для регистрации гамма-квантов необходимы полупроводникоковые счетчики с большой толщиной чувствительного (запор­ного) слоя. Это достигается внедрением лития, обладающего высоким коэффициентом диффузии, в один из торцов полупро­водника с дырочной проводимостью. В результате получается' трехслойный детектор с р—I—га-переходом (рис. 89). В слое р, - куда не проникали атомы лития, сохраняется дырочная прово­димость. Тонкий слой п, в котором преобладает «донор» (ли­тий), приобретает электронную проводимость. В промежуточ­ном слое ( концентрации «доноров» и акцепторов равны. Этот слой не имеет примесной проводимости и обладает высоким удельным сопротивлением. Толщину 1-слоя в отдельных случаях удается довести до 8 мм, что достаточно для получения хоро­шего энергетического разрешения и неплохой эффективности (до 10 %) полупроводникового счетчика гамма-квантов.

Полупроводниковые детекторы отличаются экономичностью питания, компактностью, нечувствительностью к магнитному полю (в отличие от ФЭУ), а также амплитудным разрешением, в 20—30 раз лучшим, чем у сцинтилляционных счетчиков. Однако их применение ограничивается сравнительно небольшими размерами полупроводниковых детекторов и нестабильной ра­ботой при повышенных температурах.

Контрольные вопросы

1. Изложите понятие измерительного преобразователя.

2. Опишите, каким требованиям должны соответствовать измерительные преобразователи.

3. Какими параметрами характеризуются измерительные преобразователи?

4. Опишите устройство и принцип действия измерительного преобразователя, применяемого в приборах акустического каротажа.

5. Опишите устройство и принцип действия измерительного преобразователя, применяемого в приборах РК.

6. Опишите устройство и принцип действия измерительного преобразователя, применяемого в каверномерах.

7. Опишите устройство и принцип действия измерительного преобразователя, применяемого в расходомерах.

8. Опишите устройство и принцип действия измерительного преобразователя, применяемого во влагомерах.

9. Опишите устройство и принцип действия измерительного преобразователя, применяемого в инклинометрах.

Лабораторная работа №3

«Ознакомление с устройством каротажных кабелей различных типов»

Цель работы:Изучить устройство каротажного кабеля.

Оснащение занятий:

План выполнения работы:

1. Под руководством преподавателя ознакомиться с образцами кабеля

2. Освоить методику шифрования кабелей

3. Расшифруйте условное обозначение кабеля и нарисуйте его конструкцию, указав элементы конструкции

4. План оформления отчета

По результатам выполненной работы составить отчет, в котором приводятся:

1. тема работы;

2. цель работы;

3. план выполнения работы;

4. краткий конспект теоретических основ лабораторной работы;

5. необходимые расчеты;

Теоретические основы.

Грузонесущие геофизические бронированные, в дальнейшем именуемые "кабели", предназначены для геофизических исследований и работ в нефтяных и газовых скважинах. Условное обозначение кабеля.

Обозначение марки кабеля состоит из: