DE2250721C3 - Vorrichtung zum tiegellosen Zonenschmelzen eines Halbleiterstabes mit einer die Schmelzzone überwachenden Fernsehkamera - Google Patents
Vorrichtung zum tiegellosen Zonenschmelzen eines Halbleiterstabes mit einer die Schmelzzone überwachenden FernsehkameraInfo
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Description
40
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum tiegellosen Zor.enschmelzen eines Halbleiterstabes, bei
der die durch den Halbleiterstab zu führende Schmelzzone sich im Bildaufnahmebereich einer die Schmelzzone
überwachenden Fersehkamera befindet und bei der das auf den Bildwandler der Fersehkamera projizierte
Bild der Schmelzzone durch einen Elektronenstrahl abgetastet wird, dessen Auftrefffleck längs horizontaler
Zeilen über das Bild der Schmelzzone auf dem Bildwandler wandert, bei der ferner der Elektronenstrahl
unter dem Einfluß einer wechselstromdurchflossenen Spule zur Erzielung der horizontalen Ablenkung
seines Auftreffflecks in den einzelnen Abtastzeilen gehalten ist.
Eine solche Vorrichtung ist in der DE OS 21 13 720 beschrieben. Häufig wird dabei die Fersehkamera als
Regelfühler zur Beaufschlagung einer den Abstand der beiden die Schinelzzone tragenden festen Teile des zu
behandelnden Halbleiterstabes und damit den Durchmesser der Schmelzzone an der Kristallisationsgrenze
beeinflussenden Regelstrecke verwendet. Dann ist es aber ungünstig, wenn der horizontale Maßstab, also mit
anderen Worten die horizontale Auslenkung des Elektronenstrahls nicht konstant bleibt.
Durch die DE-OS 19 15 041 ist nun eine Stabilisierungsschaltung für die Zeilenablenkung in einem
Transistor-FernsehemDfäneer bekannt, bei der eine Regelschaltung zur Regelung der Zeilenablenkamplitude
eine dem Strom durch die Zeilenablenkspulen entsprechende Regelgröße und als Eingangsgröße eine
der Speisespannung des Leistungstransistors entsprechende Größe benutzt wird.
Es ist nun die Aufgabe der Erfindung, die das Bild der Schmelzzone in elektrische und regel- bzw. meßtechnisch
auszuwertende Signale übertragende Fersehkamera mit einer ebenfalls zu einer konstanten Ablenkamplitude
führenden Schaltung auszustatten, die vor allem den mit dem Zonenschmelzen verbundenen Belastungen
standhalten kann.
Es ist deshalb gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der für die Ablenkung erforderliche und von einem
Sägezahngenerator gelieferte Wechselstrom der Ablenkspule über einen Festwiderstand zugeführt ist, daß
ferner der an diesem Festwiderstand auftretende Spannungsabfall zur Steuerung eines — einen dem
Spitzenwert des angelegten Wechselstromes analogen Gleichstrom liefernden — Meßgleichrichters dient und
der von diesem Meßgleichrichter gelieferte Strom im Summationspunkt eines Regelkreises mit einem von
einem Sollwertgeber gelieferten Gleichstrom im Sinne einer Differenzbildung überlagert ist, und daß schließlich
der im Summationspunkt auftretende Differenzstrom dem Sägezahngenerator im Sinne einer Regelung
der Amplitude des von dem Sägezahngenerator an die Ablenkspule gelieferten Wechselstromes zugeführt ist.
Eine solche Anordnung wird anhand der Figur beschrieben. Das Bild der durch einen vertikal
gehalterten Halbleiterstab durchwandernden Schmelzzone 2 wird von der Optik 12 einer Fersehkamera 1 auf
den Bildwandler (Vidikon) 13 der Fersehröhre 14 in der Fersehkamera 1 projiziert. Das Vidikon 13 wird von
dem von einer Kathode 15 ausgehenden Elektronenstrahl 16 längs paralleler, äquidistanter, horizontaler
Zeilen abgetastet. Um den Elektronenstrahl-Auftrefffleck längs der hierbei jeweils eingestellten horizontalen
Zeile auf dem Bildwandler 13 zu führen, ist eine Horizontal-Ablenkspule 11 vorgesehen. Der Elektronenstrahl
16 ist Bestandteil eines (im einzelnen nicht weiter dargestellten) elektrischen Stromkreises, der auf
eine Bildsignal-Verarbeitungsanlage 3 geschaltet ist. Diese dient zur weiteren Auswertung des Bildes der
Schmelzzone 2, z. B. im Sinne einer Regelung des Durchmessers des aus der Schmelzzone 2 auskristallisierenden
Halbleiterstabes.
Für die Erzeugung des Horizontalablenkstromes in der Horizontal-Ablenkspule 11 ist ein Sägezahngenerator
4 vorgesehen, welcher über die Horizontal-Ablenkspule 11 der Bildaufnahmeröhre 13 die Horizontal-Ablenkung
des Elektronenstrahles 16 innerhalb der einzelnen Abtastzeilen bewirkt.
Um nun einen dem Strom in der Ablenkspule Il proportionalen Meßwert zu gewinnen, ist ein Widerstand
5 in den Kreis des Horizontal-Ablenkstromes geschaltet. Der Spannungsabfall an diesem Widerstand
5 ist proportional dem Ablenkstrom in der Horizontal-Ablenkspule 11. Diese sägezahnförmig verlaufende
Spannung längs des Widerstandes 5 wird einem Verstärker 6 zugeführt und gelangt anschließend in
einen Meßgleichrichter 7. Durch Spitzenwert-Gleichrichtung im Meßgleichrichter 7 gewinnt man dann eine
dem Spitzenwert des Ablenkstromes proportionale Gleichspannung, die dann als Meßgröße für den
Regelvorgang dient. Diese Meßgleichspannung wird mit der von einem Sollwertgeber 8 erzeugten
Sollspannung verglichen. Die Sollspannung kann — zur
Änderung des Umsetzmaßstabes der opto-elektronischen Bildwandlung in der Fersehkamera — auf
verschiedene Werte eingestellt werden.
Die aus dem Vergleich zwischen Sollwert und Meßspannung resultierende Differenzspannung wird in
einem Regelverstärker 9 verstärkt, an dessen Ausgang eine Regelspannung entsteht, die ajr Regelung der
Amplitude der Sägezahnspannung im Sägezahngenerator 4 unter Verwendung bekannter, in der Figur nicht
dargestellter Schaltungsmittel und Schaltungen verwendet
wird. Damit wird also die vom Regeler 9
abgegebene Regelspannung zur Einregelung des von dem Generator 4 abgegebenen sägezahnförmig verlaufenden
Stromes auf einen wahlwebe einzustellenden konstanten Wert eingeregelt Die Amplitude des
Sägezahnstromes kann bei Ausfall der Regeleinrichtung nach Betätigung des Umschalters 10, z. B. über ein
Potentiometer, eingestellt werden.
Die beschriebene Vorrichtung ist vor allem auch den thermischen Beanspruchungen durch die von der heißen
Schmelzzone eingestrahlte Hitze und den dadurch bedingten Regelschwankungen gewachsen.
Claims (2)
1. Vorrichtung zum tiegellosen Zonenschmelzen eines Halbleiterstabes, bei der die durch den
Halbleiterstab zu führende Schmelzzone sich im Bildaufnahmebereich einer die Schmelzzone überwachenden
Fernsehkamera befindet und bei der das auf den Bildwandler der Fernsehkamera projizierte
Bild der Schmelzzone durch einen Elektronenstrahl abgetastet wird, dessen Auftrefffleck längs horizontaler
Zeilen über das Bild der Schmelzzone auf dem Bildwandler wandert, bei der ferner der Elektronenstrahl
unter dem Einfluß einer wechselstromdurchflossenen Spule zur Erzielung der horizontalen
Ablenkung seines Auftreffflecks in den einzelnen Abtastzeilen gehalten ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der für die ADlenkung erforderliche und von einem Sägezahngenerator (4) gelieferte
Wechselstrom der Ablenkspule (11) über einen Festwiderstand (5) zugeführt ist, daß ferner der an
diesem Festwiderstand (S) auftretende Spannungsabfall zur Steuerung eines — einen dem Spitzenwert
des angelegten Wechselstromes analogen Gleichstrom liefernden — Meßgleichrichters (7) dient und
der von diesem Meßgleichrichter (7) gelieferte Strom im Summationspunkt (S) eines Regelkreises
mit einem von einem Sollwertgeber (8) gelieferten Gleichstrom im Sinne einer Differenzbildung überlagert
ist, und daß schließlich der im Summationspunkt (S) auftretende Differenzstrom dem Sägezahngenerator
im Sinne einer Regelung der Amplitude des von dem Sägezahngenerator (4) an die Ablenkspule
(11) gelieferten Wechselstromes zugeführt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Festwiderstand (5) und
dem Meßgleichrichter (7). ein Verstärker (6) geschaltet ist.
Priority Applications (12)
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|---|---|---|---|
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