Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Системный анализ проблемы создания высокоэффективных систем оптической накачки 9
1.1. Анализ условий создания системы управления термостабилизации полупроводниковой лазерной матрицы 9
1.2. Анализ режимов и схем управления оптической накачкой активных элементов твердотельных лазерных систем 15
1.3. Обобщенная системная блочно-модульная модель термостабилизированной матрицы 21
Выводы по главе 1 32
Глава 2. Теоретическое обоснование построения системы термоста билизации полупроводниковой лазерной матрицы 33
2.1. Математическая модель системы термостабилизации матрицы лазерных диодов на основе термоохлаждающих модулей 33
2.2. Структурные модели элементов системы управления полупроводниковой накачкой лазерных систем 39
2.3. Математическая модель радиатора 44
2.4. Модель системы управления термостабилизацией 51
Выводы по главе 2 58
Глава 3. Установка для исследования процессов тепловой стабилизации матрицы лазерных диодов 59
3.1. Стенд для отработки систем управления матрицы лазерных диодов 59
3.2. Система силового электропитания матрицы лазерных диодов 67
Выводы по главе 3 77
Глава 4. Исследование и практическая отработка системы термостабилизации матрицы лазерных диодов на основе термоэлектрического охлаждающего модуля 79
4.1. Характеристика экспериментальных исследований 79
4.2. Моделирование системы термостабилизации 87
4.3. Моделирование МЛД в критических условиях эксплуатации 95
4.4. Исследование системы тепловой стабилизации матрицы при использовании пористого кремния в теплоотводящих слоях 105
4.5. Система стабилизации на основе форсированного отбора тепла 112
4.6. Термостабилизированная система широкого применения с полупроводниковой накачкой 115
Выводы по главе 4 121
Заключение 124
Список литературы 127
Приложения 138
- Анализ условий создания системы управления термостабилизации полупроводниковой лазерной матрицы
- Математическая модель системы термостабилизации матрицы лазерных диодов на основе термоохлаждающих модулей
- Стенд для отработки систем управления матрицы лазерных диодов
- Характеристика экспериментальных исследований
Введение к работе
Твердотельные лазеры принадлежат к одной из наиболее динамично развивающихся областей высоких технологий, основанных на лазерной физике. Основными путями совершенствования их технических характеристик являются повышение их эффективности, увеличение энергосъема с единицы объема и снижение массогабаритных характеристик.
Особый интерес представляют твердотельные лазеры с диодной накачкой: опыт работы по эксплуатации таких лазеров позволяет утверждать, что они обладают большими преимуществами по сравнению с твердотельными лазерами с ламповой накачкой. Диодная оптическая накачка позволяет:
• обеспечить продолжительную работу лазеров в импульсно-периодическом режиме с сохранением качества излучения за счет снижения уровня теплового воздействия при накачке активного элемента;
• многократно повысить коэффициент полезного действия (КПД) лазерного излучения за счет практически полного совпадения спектральной полосы излучения полупроводникового лазерного диода с полосой поглощения активного элемента твердотельного лазера;
• существенно улучшить массогабаритные характеристики лазеров;
• использовать низковольтные источники электропитания для обеспечения работы твердотельного лазера.
Для существенного улучшения характеристик твердотельных лазерных систем необходимо повышение удельной мощности оптической накачки, что в свою очередь требует создания эффективных систем управления температурным режимом полупроводниковых матриц оптической накачки. Для увеличения потока мощности оптической накачки твердотельного лазера необходимо использовать двухмерные излучающие структуры, объединенные в линейки или решетки (матрицы). Для этого необходимо создание полупроводниковых матриц с плотностью импульсной мощности излучения не менее1000 Вт/см2 , при обеспечении совершенного регулирования теплового режима полупроводниковых линеек и жестких ограничений импульсного питания матрицы. Отсюда следует, что необходимо совместно совершенствовать несколько разнородных процессов и соответствующих составляющих лазерного комплекса; для решения таких задач адекватной методологической основой является системный подход.
Формированию научных основ создания лазеров посвящены работы Ландау Л.Д., Прохорова A.M., Басова Н.Г., американского физика Таунс Ч., польского физика Пекара А.Г. , построению твердотельных лазерных систем на современной элементной базе посвещены работы Барейка Б.Ф, А.А., Ад-ливанкина А.С., Аполлонова В.В. [1,5,11, 12, 28, 50, 51, 52, 54 - 57, 80,86, 92, 102, 107,109]. Значительный объём исследований в области создания систем полупроводниковой накачки содержатся в работах Александрова А.Г., Вай-нера А.Л., в области построения специальных систем питания масштабные исследования проведённы учёными Микаеляном А.Д., Исаевым СИ., Дружининым Г.В.[2, 7, 14, 15, 16, 22, 23, 23, 33,42, 51, 63, 66, 81, 89, 99,101,110,111]. Методы системного анализа изложенны в работах Анфила-това B.C., Волковой В.Н., Емельянова А.А., Клира А.А., Кострова А.В., Пе-регудова Ф.И., Тарасенко Ф.П. [3,31,47,46,48,53.] позволяют построить оптимальную систему оптической полупроводниковой накачки твердотельных комплексов. Вместе с тем, в настоящее время многие вопросы еще не разрешены.
Из вышесказанного следуют актуальность и необходимость целенаправленных исследований в области совершенствования систем управления режимов полупроводниковой накачки лазерных комплексов; этим исследованиям посвящена настоящая диссертация.
Цель и задачи исследования. Целью диссертации являются совершенствование системы управления термостабилизированных лазерных матриц, разработка ее теоретических и методических основ, а также практических рекомендаций по осуществлению управления оптической накачкой активных элементов твердотельных лазеров при создании лазерных систем нового поколения.
Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи.
1. Исследование условий построения высокоэффективного термоэлектрического стабилизатора матрицы полупроводниковых лазерных диодов на основе системного подхода.
2. Разработка комплекса структурных и математических моделей как элементов термоэлектрического стабилизатора матрицы лазерных диодов (МЛД), так и системы в целом и исследование процессов регулирования.
3. Формирование комплекса средств, для проведения экспериментальных исследований как основных элементов систем термостабилизации и сие-темы электропитания полупроводниковых матриц, так и комплексных системных исследований.
4. Исследование влияния параметров силового питания и тепловых процессов на выходные характеристики оптического излучения полупроводниковых лазерных матриц и практическая отработка систем электропитания и термостабилизации МЛД.
Научная новизна результатов работы, заключается в следующем.
1. Сформирована обобщенная системная блочно-модульная модель термо-стабилизированной матрицы, включающая в свой состав матрицу лазерных диодов, систему низковольтного электропитания и систему управления термостабилизацией МЛД.
2. Построена совокупность математических и структурных моделей элементов системы и системы в целом, обеспечивающая исследование и проектирование систем термостабилизации твердотельных лазеров.
3. Выявлены зависимости выходных характеристик системы полупроводниковой накачки от физических параметров, характеризующих режимы работы её элементов.
4. Предложен подход и обоснована возможность существенного повышения КПД создаваемых лазерных систем, что позволит отечественной промышленности создавать мощные малогабаритные твердотельные лазерные системы для использования в различных технологических процессах. Таким образом, теоретическая значимость результатов работы состоит в том, что они вносят определенный вклад в развитие научно-методических основ повышения эффективности систем накачки лазерных комплексов полупроводниковыми лазерными диодами.
Практическая значимость работы заключается в том, что с использованием основных положений и результатов диссертационной работы при участии автора разработан и принят к использованию комплекс руководящих методических материалов по созданию эффективных систем управления полупроводниковой накачкой лазеров, а также сформирован комплекс средств, для экспериментальных исследований и отработки реальных систем. Это позволило перейти к практическому созданию матриц полупроводниковых лазерных диодов с удельной импульсной мощностью излучения не менее 700 Вт/см и созданию мощных отечественных лазерных систем с полупроводниковой накачкой.
Результаты работы могут непосредственно использоваться при подготовке специалистов, в научно-исследовательских работах в этой области и оказании консультационных услуг по данному профилю. Апробация работы и использование ее результатов. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Первой Всероссийской научно-технической конференции (г .Радужный, 1996, ФГУП ГосНИИЛЦ РФ «Радуга»); Третьей Всероссийской отраслевой научно-технической конференции (г. Радужный, 2000, ФГУП ГосНИИЛЦ РФ «Радуга»); Четвертой Всероссийской отраслевой научно-технической конференции, (г. Радужный, 2002г, ФГУП ГосНИИЛЦ РФ «Радуга»), на Первой Всероссийской научно-технической конференции ( г. Владимир 2004г. ВлГУ) а также на заседаниях семинара кафедры автоматизации производственных процессов ВлГУ.
Результаты исследований, проведенных при работе над диссертацией, а также ее выводы и практические рекомендации являются основой тематических работ, проводимых под непосредственном руководством и при участии автора в ФГУП ГосНИИЛЦ РФ «Радуга» по НИР «Проводничок», НИР «Накопитель», НИР «Ювелир», ОКР «Микромодуль», а также нашли практическое применение при реализации конкретных технических и проектных решений по созданию специализированных лазерных систем, что подтверждается актами внедрения.
Теоретические положения и практические результаты диссертации вошли в содержание специальных дисциплин, читаемых для студентов по кафедре автоматизации производственных процессов ВлГУ.
Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 14 печатных научных работах, в том числе в 10 авторских свидетельствах и патентах на изобретения.
Анализ условий создания системы управления термостабилизации полупроводниковой лазерной матрицы
Оптическая накачка твердотельного лазера традиционно осуществляется импульсными лампами или другими устройствами, использующими электрический разряд в газе (квантроны и т.д.). Однако такие системы обеспечивают весьма низкий коэффициент преобразования излучения накачки в выходное лазерное излучение, не превышающий 1,5% [5,12,15,21,42,58]. Широкому использованию мощных твердотельных лазеров в промышленности препятствуют также невысокая надежность систем оптической накачки, значительные трудности в организации требуемого режима охлаждения оптических элементов лазера при работе в частотном режиме, значительные массо-габаритные характеристики системы электропитания, высокое напряжение разрядных цепей импульсных ламп накачки и др.
Повышение эффективности твердотельных лазерных комплексов может быть достигнуто, если использовать для накачки активных элементов твердотельных лазеров двумерные полупроводниковые излучающие структуры - лазерные диоды, объединенные в линейки или матрицы. Опыт работы по эксплуатации твердотельных лазеров позволяет утверждать, что твердотельные лазеры с диодной накачкой обладают большими преимуществами по сравнению с твердотельными лазерами с ламповой накачкой. Это обусловлено расходимостью излучения, близкой к дифракционной, и лучшей стабильностью выходных характеристик лазера. Источники накачки на основе лазерных диодов обладают более широкими функциональными возможностями для совершенствования управления режимом накачки по сравнению с ламповыми источниками: они позволяют в широком диапазоне регулировать длительность и форму импульса накачки, стабилизировать энергию накачки, т.е. улучшать выходные характеристики и повышать универсальность твердотельных лазеров.
Применение в твердотельных лазерах систем оптической накачки, основанных на лазерных матрицах, обеспечивает возможность получения более высокого КПД: теоретически может быть получено значение коэффициента преобразования излучения накачки в выходное лазерное излучение, то есть коэффициента полезного действия - КПД, до 40 %; практически представляют интерес уйе значения КПД, превышающие 10% [4,5,15,20,32,42,60,65].
Надежность таких систем может быть также достаточно высокой. Теоретически лазерная матрица может выдержать до 10 импульсов при условии соблюдения характеристик эксплуатационных и технологических режимов -необходимых параметров термостабилизации активного слоя матрицы, параметров силового электропитания, оптимальной сборки полупроводниковых структур в матрицу.
По сравнению с ламповой накачкой лазерные диоды имеют более узкий спектр излучения, что позволяет обеспечить практически идеальное согласование их спектров излучения с полосами поглощения материала активного элемента. Правда, лазерные диоды имеют сильную зависимость длины волны излучения от температуры излучающей структуры, что предъявляет особо жесткие требования к системам регулирования теплового режима в системах накачки.
Ширина спектра излучения полупроводниковых лазерных диодов по уровню 0,5 составляет 4 нм (см. рис. 1.1) и ширина максимального уровня поглощения накачиваемого активного элемента не превышает 5-=-8 нм (см. рис. 1.2), а диапазон температуры окружающей среды, в котором могут работать малогабаритные твердотельные лазеры от -50С до +50С, при этом смещение спектра излучения полупроводниковых лазерных диодов может составлять до 30 нм.
Поэтому юстировка (совмещение длины волны излучения накачки лазерного диода с полосой поглощения вещества активного элемента) является одним из основных условий, обеспечивающих устойчивые параметры и КПД генерации твердотельных лазерных систем. Стабильность излучения накачки в полосе поглощения обычно используемого в качестве материала активного элемента иттрий-алюминиевого граната с неодимом Nd:YAG в диапазоне 808 нм является критическим показателем эффективности таких Nd:YAG-лазеров с диодной накачкой, в особенности если учесть зависимость спектра излучения диодного лазера от температуры. Поэтому использование накачки полупроводниковыми лазерными диодами в лазерах, работающих в режиме одиночных импульсов, требует исследований особенностей и условий создания системы обеспечения заданных характеристик теплового режима МЛД; обычно требуется обеспечить погрешность не более ±1С.
Для иллюстрации сравнения КПД твердотельного лазера с диодной накачкой и накачкой, осуществляемой с помощью импульсных ламп, можно привести следующие соотношения.
Математическая модель системы термостабилизации матрицы лазерных диодов на основе термоохлаждающих модулей
При работе полупроводниковых лазеров выделяется значительное количество теплоты. Ее необходимо отводить во внешний окружающий контур для обеспечения необходимого теплового режима полупроводниковой структуры излучающей области матрицы. Кроме того, в некоторых случаях при различных температурах окружающей среды необходимо иметь возможность оперативно вывести устройство на рабочий температурный режим и поддерживать этот режим некоторое время. В общем случае ТОМ состоит из батареи последовательно соединенных термоэлементов (спаев полупроводников р- и «-типа) [2,3], причем один из спаев каждого термоэлемента сообщается с радиатором, предназначенным для отвода тепла, а другой спай сообщается с радиатором, помещаемым на охлаждаемый объект. При прохождении постоянного тока через термоэлементы один из них нагревается, а другой охлаждается.
ТОМ обладает следующими преимуществами по сравнению с другими охлаждающими устройствами: не содержит движущихся частей и поэтому не требует обслуживания; имеет высокий ресурс работоспособности (до 100 000 часов); не содержит хлорфторуглеродов или других расходуемых материалов, которые требуется периодически пополнять; обладает возможностью изменения направления отвода тепла при изменении полярности источника тока (при отрицательных температурах эксплуатации лазерных систем). В результате проработки вариантов системы термостабилизации МЛД, отвечающих требованиям эффективной накачки активных сред, выбраны: 1) макет, конструктивная схема которого приведена на рис. 2.2. В основе схемы лежит ТОМ (поз. 1), который обеспечивает режим термостабилизации МЛД. Для отвода тепла от горячего спая ТОМ используется радиатор поз.6 с принудительным обдувом поз.4; 2) вариант системы термостабилизации, приведенный на рис. 2.3. Здесь линейки лазерных диодов 3 закреплены на теплоотводящей пластине 2, обладающей высокой теплопроводностью. С обратной стороны пластины установлен термоэлектрический модуль 1. На противоположной стороне модуля через теплопроводящую пластину 4 установлены радиатор 5 и вентилятор 6. В качестве основы общего описания процессов, протекающих в системе тепловой стабилизации, рассматривается уравнение теплового баланса конструкции МЛД на основе ТОМ. где Стзі и Стэ2 - теплоемкости холодной и теплой пластин ТОМ; С? и С -теплоемкость пластины 4 (см. рис. 2.3) и пластины 2, соответственно; Сл и Ср - теплоемкости ЛЛД и радиатора; kj, її, Si - теплопроводность, толщина и площадь пластины 4; кг, 6, #2 - то же для пластины 2; Qn - тепловая мощность ЛЛД; али Ор - коэффициенты конвективного теплообмена ЛЛД и радиатора с окружающей средой; Fj, и Fp - площади теплообмена ЛЛД и радиа-тора с окружающей средой; оь =5.67-10" Вт/(м -К ) постоянная Стефана-Больцмана; є- степень черноты ЛЛД; Те - температура окружающей среды.
Входящие в систему (2.1) тепловые потоки Qi и Q2 определяются математической моделью ТОМ (см. рис. 2.4) в зависимости от проходящего через ТОМ тока - см. далее выражения (2.8) и (2.11). При получении системы уравнений (2.1) не учитывался теплообмен между боковыми поверхностями ТОМ, боковыми поверхностями пластин 2 и 4 и окружающей средой ввиду его незначительности. Следует также отметить, что в первом приближении можно пренебречь и теплообменом ЛЛД с окружающей средой через излучение вследствие ожидаемой невысокой температуры ЛЛД [20,55,60]. Математические соотношения, связывающие основные физические величины и параметры ТОМ, приняты из [5,6,8].
Стенд для отработки систем управления матрицы лазерных диодов
Блок питания обеспечивает работу ТОМ в режиме стабилизации при токах до 15А и контроллера, для которого требуется постоянное напряжение +5 В. Так как контроллер потребляет ток около десятых долей ампера, что на два порядка меньше тока потребления АЭ, то контроллер включает в себя встроенный линейный стабилизатор.
Потребителями электроэнергии являются также вентиляторы, входящие в состав каждого рабочего модуля. Из промышленных вентиляторов, которые по габаритным параметрам пригодны к использованию в системе, большинство имеют напряжение питания 12 В и ток потребления на уровне сотен миллиампер. Так как также существуют режимы работы МЛД, в которых вентиляторы должны отключаться, то питание на вентиляторы должно подаваться не напрямую, а через контроллер, который должен содержать в себе, в зависимости от напряжения источника питания, отдельный стабилизатор для питания вентиляторов рабочих модулей.
Контроллер в данной системе представляет собой действующую в реальном масштабе времени микропроцессорную систему сбора, хранения и обработки данных от датчиков температуры, выработки соответственно заданным законам управляющих воздействий на актуаторы - мощные ключевые транзисторы. Кроме этого, в задачи контроллера входит обеспечение интерфейса с персональным компьютером (ПК): прием, дешифрация и исполнение управляющих воздействий от ПК, которые инициируются оператором, а также прием и передача массивов данных между контроллером и ПК. Описание функционирования, конструкции и состава контроллера, а также основных блоков управляющей программы приводится далее.
МЛД представляет собой сборку семи лазерных линеек, выполненную в виде функционально законченной конструкции. Она смонтирована на теп-лопроводящей пластине, на которой производится стабилизация температуры, а также может быть реализовано и изменение температуры по какому-то заданному закону. Теплоотводящая пластина выполнена из меди и смонтирована на поверхность термомодуля через полимерную плёнку «НАКОМА-ГОН-GS» с помощью механических прижимов. Плёнка «HAKOMATOH-GS» имеет следующие основные характеристики:
Схема конструкции термостабилизированной матрицы представлена на рис. 2.3 и на фото приложения П2. На медной пластине закреплен на термо-проводящей пасте чувствительный элемент термодатчик - термистор. С другой стороны ТОМ приклеен термопроводящим клеем к радиатору, на котором, в свою очередь, закреплен вентилятор. В корпусе радиатора на поверхности монтажа ТОМ имеется отверстие с вмонтированным внутрь цифровым высокоточным датчиком температуры. Провода от термодатчиков, силовых клемм ТОМ и вентилятора собраны в жгут, оканчивающийся разъемом для подключения к контроллеру. ПК с управляющей программой предназначен для визуализации, анализа и хранения больших массивов экспериментальных данных, характеризующих различные конструктивные варианты системы; он также реализует различные алгоритмы управления. Оператор также может с помощью ПК изменять режим работы системы стабилизации непосредственно в ходе выполнения эксперимента.
Принципиальная электрическая схема контроллера приведена на рис. 3.2. В качестве центральной микроЭВМ используется микроконтроллер семейства ATMEL - микросхема Dl AT90S4433. Это семейство микроконтроллеров характеризуется целым рядом достоинств: использование flash-памяти в качестве памяти программ, возможность внутрисхемного программирования, расширенная гас-архитектура с развитым набором команд и 32 регистрами общего назначения, flash-пшятъ данных, встроенный многоканальный 10-битный АЦП, развитые средства интерфейса с внешними устройствами, а также высокая производительность при относительно низкой цене. Рабочая частота D1 задается кварцевым резонатором Z1 и выбрана равной 7,3728 МГц для обеспечения безошибочной работы последовательного канала связи при скорости передачи данных 57600 Кбит/с.
Для связи микроконтроллера с ПК используется микросхема D2 ADM232AAN - преобразователь уровней сигналов контроллера в сигналы последовательного канала связи RS-232. Для формирования сигнала аппаратного сброса микроконтроллера используется микросхема D3 1171СП42, обеспечивающая при колебаниях питающего напряжения требуемую для надежной работы контроллера крутизну сигнала сброса. Стабилизация напряжения для работы рассмотренных элементов осуществляется микросхемой D4 L7805, обеспечивающей выходное напряжение +5В. Для питания аналоговых цепей используется отдельный стабилизатор D5 типа 78N05, также обеспечивающей выходное напряжение +5В с улучшенной температурной стабильностью.
Характеристика экспериментальных исследований
Характеристика экспериментальных исследований Прогресс в области линеек и матриц лазерных диодов определяется в настоящее время развитием следующих трех научно-технических направлений: создание новых материалов с высокой теплопроводностью и другими заданными свойствами для теплоотводящих элементов; развитие технологий выращивания кванторазмерных полупроводниковых многослойных гетеро-структур; разработка высокоэффективных теплообменников на основе ТОМ. Одной из важнейших задач является повышение полного КПД лазерной гетероструктуры, поскольку этот параметр ограничивает предельную выходную мощность излучения лазеров в квазинепрерывном режимах генерации и даёт серьёзные ограничения в построении мощных термостабилизированных матриц. В работах [14,37] показано, что в НПО «Инжект» (г. Саратов) достигнуто предельное значение удельной импульсной мощности лазерной мат-рицы 1000 Вт\см при КПД 25% ; данная величина импульсной мощности получена только в моноимпульсном режиме из-за отсутствия отработанной технологии термостабилизации и силового питания матрицы.
Поэтому важнейшей задачей является проведение исследований тепловых характеристик лазерных линеек с учётом джоулевых потерь в слоях гетероструктуры, с целью выявления возможностей снижения последовательного сопротивления, повышения КПД и предельной выходной оптической мощности линеек, а также условий достижения предельного КПД инжекци-онных лазеров. Для отработки технологий создания мощных термостабилизированных матриц под руководством и при участии автора создана экспериментальная установка (рис. 4.1), на которой проведён комплекс исследований режимов термостабилизации эффективной накачки активных сред, повышения КПД и увеличения ресурса работы полупроводниковых структур.
Исследования на данной экспериментальной установке проводились с использованием макета МЛД - приложения П2 и ПЗ, системы силового электропитания и управления термостабилизацией (см. приложение П7). Их целью является выявление общих принципов построения эффективной системы управления тепловым режимом - термоэлектрического стабилизатора; изучениє влияния параметров силового питания, термических процессов на выходные характеристики оптического излучения полупроводниковых лазерных матриц; повышения КПД лазерного изучения МЛД и отработка конструктивного решения создания термостабилизированных матриц для накачки активных сред твердотельных лазерных систем.
На первом этапе проведены спектральные измерения лазерного излучения отдельных линеек в экспериментальном образце матрицы, которые позволили оценить степень однородности излучаемых характеристик линейки и выявить факторы, определяющие неоднородность параметров, изучена форма светового импульса излучения линеек при различных длительностях импульса накачки и влияния длительности накачки на ватт-амперные характеристики (ВтАХ) лазерной линейки. При этом обеспечивалась температура теплоотводящей пластины МЛД в диапазоне 20С ±0,5С. Параметры токового импульса на шинах МЛД изменялись в пределах 10- 90 А, падение напряжения на шинах МЛД составляло 1.3 В; эти параметры режима обеспечивались системой управления термостабилизацией и силового электропитания, внешний вид СЭП показан на фото приложения П7.
Полученные ВтАХ линейки при длительностях импульсов накачки тр= 0.2, 0.4 и 0.6 мс показаны на рис. 4.2. Выявлено, что порог генерации линейки повышается при возрастании длительности импульса накачки незначительно, в то время как дифференциальная эффективность падает почти в два раза для ВтАХ при тр = 0.6 мс. Для вычисления полного КПД линейки измерены вольтамперные характеристики. Измеренное дифференциальное сопротивление из нескольких линеек составило значение 0,01 Ом. Следует отметить, что при токах накачки 50-100 А и достаточно низком дифференциальном сопротивлении кристалла вклады СЭП от сопротивления подводящих проводов, выводов корпуса и самого кристалла в дифференциальное сопротивление становятся сравнимыми по величине.
