[实用新型]对软轴提拉速度进行高精度控制的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于半导体电子专用设备技术领域，涉及一种对软轴提拉速度进行高精度控制的装置。

背景技术

锗是一种重要的稀散元素，早在50年代，锗就是制作晶体管的主要材料。近些年，锗以其独特的品性，不仅在生物技术、医药保健等方面受到普遍关注并得以应用，而且在信息产业、航空航天和国防军工等高技术领域也有广泛应用，锗材料是红外探测器、激光测距仪、热成像仪、红外扫描电镜的重要光学部件，在卫星、潜艇、导弹等军事装备上应用很广，它是电子信息产业和国防事业不可缺少的重要基础材料和战略物资，市场前景广阔。

锗元素的主要特性是其块状晶体结构，这种结构具有较高的载流子迁移率，与硅元素相比，电子与空穴在散射之前通过锗元素时流动地更远，据专业研究人员估计，锗元素的迁移率是硅元素的三倍。此外锗元素还可以探测到波长更长的光束，这样就使得它在光电探测器结合时要比硅元素容易一些。然而，由于锗元素的带隙要小于硅元素的带隙，这使得它的电流泄漏也较高，而这也正是深度亚微细粒设计中存在的最大障碍，现有的锗单晶生长技术中的提拉速度还停留在原来的0.Xmm/min数量级，制作出来的锗单晶还不理想，限制了锗单晶各种性能的应用，这个问题虽然可以通过使用纯度较高的绝缘体得到部分解决，但是根本上还是要通过新的生产设备来提高锗单晶的质量水平。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种对软轴提拉速度进行高精度控制的装置，从而将锗单晶生长过程中的提拉速度从原来的0.Xmm/min降到0.0Xmm/min的数量级。

本实用新型所采用的技术方案是，一种对软轴提拉速度进行高精度控制的装置，包括驱动输入模块，驱动输入模块与接有电源的脉宽控制器连接，脉宽控制器与电机连接，电机与谐波减速器连接，谐波减速器与蜗轮蜗杆连接，蜗轮蜗杆与卷丝轮连接，卷丝轮与钢丝轴连接，钢丝轴接入锗单晶炉；所述的驱动输入模块包括二号电位器，二号电位器与一号电位器连接，一号电位器的输出端接入脉宽控制器；所述的脉宽控制器采用双桥式电路，脉宽控制器的供电为直流电源，脉宽控制器又分为控制电路和测量电路，脉宽控制器的控制电路与电机的力矩机连接，脉宽控制器的测量电路与电机的测速机连接。

本实用新型的特点还在于，

其中的一号电位器和二号电位器选用精密丝绕电位器，阻值大小为10kΩ，分辨率为10Ω。

供给脉宽控制器的直流电源的导通率趋近于1。

电机选用伺服电机，谐波减速器选用1∶10000的传动比，蜗轮蜗杆选用1∶38的传动比。

本实用新型的有益效果是，实现了锗单晶生长过程中的提拉速度从原来的0.Xmm/min降到0.0Xmm/min的数量级，提高了锗单晶的质量，将使锗单晶产品的使用性能得到显著地提升。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的控制原理示意图；

图3是本实用新型的驱动输入模块工作原理示意图；

图4是PWM系统的电路原理图；

图5是PWM-M系统的主回路电路示意图。

图中，1、驱动输入模块，2、电源，3、脉宽控制器，4、力矩机，5、测速机，6、电机，7、谐波减速器，8、蜗轮蜗杆，9、卷丝轮，10、钢丝轴，11、一号电位器，12、二号电位器，13、驱动输入信号，14、输入基准。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

对于大型晶体生长设备，包括锗单晶的生长设备在内，如果采取的是垂直提拉生长方法，基本上采用的都是高强度的钢丝编制而成的钢丝绳软轴提拉机构，它可将回转运动灵活地传到不开敞的空间位置，从而节省大量空间。同丝杠传动机构相比，它不存在体积庞大、磨损，螺距误差及螺距累积误差以及相配螺母间隙等情况。本实用新型利用高性能、高精度的PWM与直流伺服电机，对钢丝软轴提拉机构进行提拉拖动，实现了高精度软轴提拉装置的控制，将锗单晶生长过程中的提拉速度从原来的0.Xmm/min降到0.0Xmm/min的数量级。

如图1所示，本实用新型的结构包括驱动输入模块1与脉宽控制器3连接，脉宽控制器3与电机6连接，电机6与谐波减速器7连接，谐波减速器7与蜗轮蜗杆8连接，蜗轮蜗杆8与卷丝轮9连接，卷丝轮9与钢丝轴10连接，钢丝轴10接入锗单晶炉。

电机6选用了性能良好的三洋伺服电机。直流伺服电动机，又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出，其主要特点是，当驱动输入信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。