半導體的意義范文
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篇1
[關鍵詞] 半導體激光治療儀;嬰幼兒;臀紅
[中圖分類號] R174+.1 [文獻標識碼] B [文章編號] 1674-4721(2013)10(a)-0187-02
隨著人們生活水平的提高,一次性紙尿褲的應用越來越廣泛,臀紅已經成為嬰幼兒時期的常見皮膚病,而且由于嬰幼兒皮膚嬌嫩,大小便沒有規律,加之抵抗力弱,長期刺激后容易導致臀部皮膚潮紅、濕疹、伴有粟粒樣大小紅色丘疹、破損、糜爛等,極易繼發感染,甚至導致敗血癥,所以對嬰幼兒臀部的護理至關重要[1]。本病房對收治的180例重度臀紅患兒采用半導體激光治療儀治療,取得了顯著的效果,現報道如下。
1 資料與方法
1.1 一般資料
選擇2012年2月~2013年2月收入本病房的180例臀紅患兒,其中,男102例,女78例;年齡1個月~1歲。原發病:化膿性腦膜炎93例,肺炎47例,其他40例。將所有患兒隨機分為觀察組和對照組各90例,兩組患兒在性別、年齡、原發病等方面比較,差異無統計學意義(P>0.05),具有可比性。
1.2 臀紅分類
輕度:僅有表皮潮紅;重Ⅰ度:局部皮膚潮紅伴皮疹;重Ⅱ度:除重Ⅰ度表現外伴有皮膚破潰、脫皮;重Ⅲ度:局部大片糜爛、潰瘍、出血、表皮脫落,可繼發細菌或者真菌感染[2]。
1.3 治療方法
觀察組患兒給予半導體激光治療儀治療,功率500 mW,激光波長600 nm,清洗臀部后照射10 min,2次/d,照射時視臀紅部位采取舒適,注意保護眼睛,佩戴護目鏡,必要時需專人看護,探頭距離臀部20 cm左右;對照組患兒只在每次大小便后,清洗干凈后涂鞣酸軟膏;兩組患兒均以7天為1個療程。
1.4 療效評價標準
治愈:局部紅腫、濕疹消退,無滲出,皮膚恢復正常;有效:局部破潰結痂,表皮干燥、滲出減少,創面減小,皮膚逐漸恢復正常;無效:臀紅無緩解或加重[2-3]。顯效率=(治愈例數+有效例數)/總例數×100%。
1.5 統計學方法
采用SPSS 11.5統計學軟件對相關數據進行分析,計數資料采用χ2檢驗,以P
2 結果
觀察組患兒經半導體激光治療儀治療2~3 d時,重Ⅰ度臀紅全部治愈,重Ⅱ度臀紅皮膚破潰處已結痂,重Ⅲ度臀紅開始結痂,滲出減少;經治療4~5 d時重Ⅱ度臀紅皮膚結痂開始脫落,皮膚逐漸恢復正常,重Ⅲ度患兒臀部皮膚破潰結痂,表皮干燥,創面減小,皮膚逐漸恢復正常;經治療6~7 d時重Ⅱ度臀紅完全恢復,重Ⅲ度臀紅部分結痂開始脫落,皮膚也逐漸恢復正常;觀察組患兒的治愈率為72.2%,明顯高于對照組的38.9%(P
3 討論
嬰幼兒臀紅多出現在會陰(陰囊)、腹股溝、肛周等部位[4],由于這些部位皮膚角質層薄、柔軟嬌嫩,對外界刺激抵抗力低,加之大小便沒有規律、一次性紙尿褲的頻繁使用、不及時更換尿褲等,極易造成嬰幼兒臀部皮膚潮紅、濕疹、破潰等,因此,臀紅已成為嬰幼兒常見的皮膚損害性疾病,嚴重者會導致敗血癥。臀紅發生后,應盡量使用純棉、柔軟、吸水性強的棉布尿布,避免使用一次性紙尿布[5],每次大小便后及時更換尿布,清洗臀部,不要用毛巾或衛生紙直接擦拭臀部,以免加重臀部皮膚的損傷,保持臀部皮膚干燥,加之必要的護理干預對治療臀紅有著重要意義[6-10]。半導體激光治療儀是采用進口長壽命半導體激光發生器,為冷光源,不產生熱損傷,不會引起燙傷,也不會對男性生殖器功能造成影響。半導體激光治療儀對軟組織炎癥具有消炎、止痛、促進組織再生、促進傷口愈合的作用,故對嬰幼兒臀紅有較好的治療效果;同時,照射時患兒舒適,順應性好。
本研究結果提示,觀察組患兒的治愈率明顯高于對照組,7 d后觀察組皮膚基本恢復正常,說明半導體激光治療儀是治療臀紅的有效方法,且操作簡便、安全,節省時間,減輕了患兒的痛苦、縮短了療程,給臨床工作帶來了便利。同時,臨床工作中,醫護人員應加強對嬰幼兒家屬的健康宣教,以預防臀紅的發生,提高嬰幼兒的生活質量。
[參考文獻]
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篇2
首先領導是能吃虧、能屈能伸的人,是不與群眾掙名奪利的人,是甘于奉獻的人,也是群眾的靠山。做了領導,我們首先要有吃虧的思想準備,要有受氣的心理準備,要有一點獻身精神。日常工作中,普通群眾不愿干的活我們要主動承擔,老百姓有了委屈,我們要做他們的出氣筒,耐心聽他們的牢騷,在外面受了氣,我們要勇于站出來做他們的堅強后盾,做他們的靠山。有了名利要主動退讓,先群眾后自己。要勇于承擔責任,不怕得罪人,不能遇到這些事情就躲,怕別火燒到自己,更不能看到名利就上,否則我就虧了,如果我們認為那樣我太虧了,那我奉勸你早點辭職算了,免得被老百姓轟下臺。一個與群眾爭名奪利的領導,一個斤斤計較的領導是永遠得不到群眾的信任、擁護和尊敬的。在平時工作中,我們付出的可能要比普通教師多得多,在某些方面我們可能是吃了虧,但有句俗話說的好:“吃小虧占大便宜”。我們贏得的是人心,是更多的人支持我們、擁護我們、尊敬我們,這是用金錢買不來的。
其次領導是先行者,是榜樣。作為領導,工作上要勤勤懇懇,恪盡職守,要做好,做出成績。要不斷學習,不斷提高自身的業務水平。我們是靠業務技能吃飯的人,沒有本事不行,所以作為學校領導的一員,我們要潛心鉆研業務,要提醒自己時刻走在老師的前面,在業務能力上不能落后于普通教師,否則,人家就會從心眼里看不起我們,更何談被尊敬,工作自然也就難以展開。同時,作為領導,更要在遵章守紀方面做表率,以身作則,決不能因為我們是領導,就可以搞特權,凌駕于學校規章制度之上。反之,我們要更嚴格遵守學校的規章制度,凡是要求老師做到的,我們首先做到、做好,言談舉止要得體,決不能把自己混同于普通教師。
第三,領導是服務者。上級領導、老師信任我們,把學校交給我們,是希望我們帶領大家把它辦好,讓社會、家長放心滿意,讓職工干起工作安心,這樣我們就要樹立起服務意識,為全體老師、全體學生及學生家長無條件做好服務,保質保量地完成領導和老師教給我們的任務。要時刻牢記:師生的事情就是天大的事。只要是合理需求,只要條件許可,我們隨時隨地做好服務。千萬記住,不要認為我是領導,又不是我們的使喚丫環,憑什么大事小事聽你的使喚。
第四,領導還應該是思想者。作為一個單位或部門的領導,我們要善于開動腦筋,勤于思考,展示自己的能力,發揮自身潛能,這樣我們的領導才會發現我們。不要做被動的執行者,更不要人云亦云,缺乏主見,要多想想如何圍繞學校總體部署開展好自己的工作。只有多動腦筋,才能創造性地開展工作,才能真正展示我們的個人魅力和實際能力,也只有這樣,才能不至于埋沒人才,以實現自己的人生價值。
篇3
關鍵詞:舞蹈;鋼琴伴奏;藝術效果;提高
舞蹈的伴奏形式多種多樣,運用現場進行鋼琴伴奏常與舞蹈表演相輝交映,是舞蹈藝術與鋼琴藝術的完美結合,為藝術愛好者們展示了一場場試聽盛宴。現階段,舞蹈鋼琴伴奏的學科地位得到不斷的提高,被廣大音樂學習者與研究者所熟知,舞蹈鋼琴伴奏對于舞蹈學科與鋼琴學科都有著獨特的意義與效果。本文將從鋼琴伴奏的幾個方面來闡述如何有效提高舞蹈訓練鋼琴伴奏的藝術效果。
一、針對不同舞蹈肢體語言,靈活采用鋼琴伴奏
舞蹈鋼琴伴奏的教師要熟悉舞蹈表演藝術中的各種肢體語言,只有懂得舞蹈藝術的表達內容才能靈活的采用鋼琴伴奏,產生和諧的藝術化伴奏。這就要求伴奏教師有著非常扎實的鋼琴伴奏基本功,同時也對舞蹈相關知識有著一定的了解,在舞蹈表演者展示出不同類型的時,伴奏教師做出判斷并根據不同的舞蹈風格,在自己平日的積累中做出選擇,演奏或者創作出和舞蹈風格一致的伴奏音樂。這對于伴奏教師有著較高的要求,需要伴奏教師不僅有著專業的鋼琴演奏功底,還需要時刻關注舞蹈的肢體變化,在舞者的動作中找出舞蹈的肢體的變化規律,準確的做出相應變化根據舞蹈既定節奏與呼吸來選擇合適的作品與之配合。另外,伴奏教師要能夠快速把握不同的舞蹈風格,能對幾種不同的舞蹈種類來選擇合適的伴奏素材,如針對中國民族民間舞蹈,要合適的利用中國民族傳統音樂中的元素,如新疆維吾爾族舞蹈,鋼琴伴奏要多采用維吾爾族音樂中常用的切分音等節奏,伴奏速度應輕快,可以適時的運用鋼琴的特殊演奏技巧如滑音等來模仿維吾爾族的冬不拉樂器,通過樂器的表達與舞蹈配合再現維吾爾族人民載歌載舞的場景,表達出人們熱愛生活的場景。再次,伴奏教師要有系統的舞蹈相關專業知識,只有對舞蹈的意境表達有一定的認識與了解,才能與舞者產生共鳴,選擇風格與舞者貼切的旋律。伴奏教師要懂得如何用鋼琴跟舞者溝通與對話,用樂器來烘托舞蹈的律動,深化舞蹈的表現效果。
二、扎實的鋼琴演奏技能,熟練的鋼琴伴奏技巧
舞蹈鋼琴伴奏最基本的是鋼琴演奏水平,沒有扎實的基本功,一切的藝術表達都無從談起。舞蹈鋼琴伴奏教師需不斷苦練鋼琴演奏技能,不斷的加強伴奏的技術技巧,只有達到一觸即發的演奏水平,才能更好的為舞蹈伴奏服務。作為舞蹈鋼琴伴奏教師,不能弱化指法音階練習,在日常的訓練中,伴奏教師只有不斷持續的練習基本功,才能保證演奏時手指的可控制性,一個好的鋼琴演奏者手指的獨立性、可控制性都飛一朝一夕的功夫,因此鋼琴伴奏教師應當時刻以一名鋼琴演奏者的標準嚴格要求自己。在練習的同時,要和每一位鋼琴練習者一樣,音階、琶音、和弦、八度、顫音等各個基本功技巧一一突破。只有鍛煉出能控制的手指,才能在需要時做出恰當的反應。不僅如此,舞蹈鋼琴伴奏教師還要不斷的熟練鋼如何有效提高舞蹈鋼琴伴奏的藝術效果琴的伴奏技巧,完善即興伴奏與伴奏的能力,即興伴奏重在日常積累,冰凍三尺非一日之寒,只有自己真正的喜歡才能不斷的學習與進步。在不斷積累素材時,還需要不斷地挖掘舞蹈動作與鋼琴音樂之間的關系。在不斷的配合訓練與正式演出中不斷調整與創新,增強舞蹈鋼琴伴奏的藝術感染力。
三、精心布局和聲織體,通過專業伴奏知識滲透對舞蹈的理解
舞蹈鋼琴伴奏者對伴奏的舞蹈風格有了整體把握,應當通過專業的伴奏知識來渲染舞蹈者的表演,精心布局伴奏的和聲織體、選擇合適的調性。對舞蹈的整個表演環節進行精心的設計,巧妙的運用和聲織體的變化來表達舞者的情緒與內容,從而表達舞蹈獨特的藝術韻味,深化舞者的情境,營造濃厚的藝術氛圍。演奏者通過多年的專業伴奏知識,將欣賞著帶入舞者清靜之中,達到試聽統一的藝術效果。伴奏者應當注意,在演奏時不能只考慮演奏的藝術效果,應當更多的重視伴奏與舞蹈融合的合理性,在和弦的選配以及伴奏音型的處理上,應當配合好舞蹈表演者的呼吸、起伏,通過運用豐富色彩的和弦來展現舞蹈中的情感,不斷加強鋼琴伴奏與舞者之間的溝通與聯系,在伴奏之前應當對舞者的作品有大致的了解,通過全面分析作品的情感與意境,通過自身的專業知識積累,切合主題將演奏與舞蹈作品進行完美的融合,通過演奏的力度、速度、旋律、和弦、節奏等等舞舞者進行交織融合,營造出充分的帶入感,將觀眾帶領進入舞者的內心世界。
四、結語
篇4
一、團體輔導能提高班隊干部的團隊意識
在“七巧板―團隊協作”團體輔導中,把學生分為七組進行七巧板拼圖游戲,給每組擬定不同的任務,在游戲過程中各組的學生有出現未做協調溝通造成拼圖完成不好,使得分不高。有學生總結說:我們小組的協調和溝通出現了問題;每個人都只想到自己要贏,而忽略了同伴之間的交流和溝通;遇到問題時要想方設法的解決問題,在解決問題過程中只有合作才能成功,才能達到你所期待的目標。
出現問題后輔導老師向學生提供相應的策略與方法訓練,通過活動使班隊干部漸漸地了解團結合作的意義,發現他人的價值,加強團隊協作意識,感受到團結的力量,領會合作和競爭的真諦。班隊干部不要只關注自己那一尺方寸的小任務,要抬頭看一看長遠任務,看看周圍人的任務是什么,看看眼前的任務與整個成長大目標之間的關系,要學會明智。在成長中有各種的挫折,各種問題情境,很多問題情境需要我們的團結,需要雙贏,解決問題的方法比問題本身重要得多。將這種意識和感受落實到班級的管理中,班隊干部也只有對團隊擁有強烈的歸屬感,才會真正快樂地全身心地投身到班隊的管理及各項活動之中。
二、團體輔導能提高班隊干部的溝通與交流能力
溝通與交流是人際交往過程中所形成的一種廣泛的社會關系,在諸多困擾班隊干部工作的問題中,人際關系問題已成為最令人煩惱的問題。通過“驛站傳書―溝通與交流”團體輔導,讓班隊干部們養成良好的溝通習慣和一定的溝通能力,人與人之間需要交流和溝通,在交流和溝通過程中,你的交流和表達是否準確,在交流過程中你傳遞的信息是否準確,別人對你傳遞的信息是否明了,很多時候你與老師、同學、家長的溝通中更多的需要是你正確的表達和交流。培養班隊干部在問題情境中如何排除溝通障礙,根據不同的人,不同的問題情境采取不同的溝通方法,幫助解決在班隊管理過程中出現的各種沖突及問題,充分體現溝通的重要性。培養班隊干部的溝通與交流的能力及一定的溝通與交流的意識和方法,使班隊干部通過與老師、同學彼此真誠的溝通,增強自身的主動溝通和交流意識,學會在管理工作中表揚與批評的技巧,學會認識并賞識別人的優點,學會換位思考,學會理解,學會如何關心他人,如何表達自己,如何增強交往自信心等。
三、團體輔導能提高班隊干部的學習能力
學生,最重要的是學習,也是班隊干部要面對的非常重要的任務,一名優秀的班隊干部,必須要學習成績優秀,這樣才能在同學中間樹立威信,班隊干部的學習精神和學習態度都是普通同學的典范。學習任務中有一條是閱讀的能力,開啟閱讀能力的大門,就是注意力。經過學習、訓練、培養,通過培訓班隊干部的注意力可以提升學習的能力。團隊輔導中學習能力的培訓,幫助班隊干部們認識到學習有其方法,掌握了一定的學習方法及培養了好的學習習慣,將會幫助自己學得又快又透徹,能力、知識的增長也就會加速。在學習過程中嘗到了學習的甜頭,培養了班隊干部的學習精神,提高了他們的學習興趣,促使班隊干部的學習能力大幅提高。
四、團體輔導使班隊干部形成正確的自我意識
通過“認識個性”團體輔導,讓班隊干部意識到,認識世界從對自己探索的開始,每個人都是獨一無二的自己,學會面對自己的所有面相,如自己的身心狀況、自己與別人以及自己與周圍世界的關系。五、六年級的學生,出現了理想自我和現實自我的分化,而自我認識個性訓練是以“認識自我和接受自我”為團體心理輔導的主題。訓練通過一系列練習,如介紹自己這一環節,有些孩子說自己活潑、開朗、自信、執著等多種性格,讓班隊干部們認識到每個人和別人都不一樣,這就是多彩的個性。每個人在面對不同的人和事物時,都有屬于你自己個性方面的表現都不相同。在“如果你是一種動物,你希望自己是什么?為什么”這一環節中,引導學生思考我是誰;我是否有價值;我心中的自己和別人心目中的自己有何區別等問題。讓班隊干部總結自己的個性特點,想要成為一個怎樣的人,希望成為大家矚目的孩子,很優秀。活動中,班隊干部在與同學的交流實踐中,學會尊重其他同學,學會與不同性格的孩子交流可以相互的取長補短。通過與其他人的互動,激發多種觀念的碰撞,啟發學生的感悟與思考,幫助班隊干部們學會從多角度思考問題,克服以自我為中心的傾向。
五、團體輔導能改善和調節班隊干部的情緒
情緒是生命的寒暑表,是衡量良好心理素質高低的重要指標,是否能有效掌控自己的情緒,直接影響到將來成就的高低。“可控的情緒”團體心理輔導能夠有針對性地改善學生的情緒體驗,幫助班隊干部管理自己正面及負面的情緒,正面情緒會帶給自己或身邊的人非常陽光、積極的心態去面對所有的事物,而負面情緒帶給自己身體成長很多負面的作用。如,經常焦慮的學生會影響到正常的學習和生活,長期會消極地看待自己,感到自己能力有限,學習能力差,學習沒有興趣等。在團體心理輔導過程中,班隊干部本著相互尊重的原則,自覺、自愿地交流,讓班隊干部寫出自己負面情緒的情景,要正視自己的情緒,要適當地表達,然后學會宣泄,學會通過運動、愛好、傾訴等方式進行情緒的調適,最后以“當……時,我認為……如果我能……我會……”重新審視自己給自己以理性的分析。做情緒的主人,學會掌控了解自己的情緒。
團體輔導為小學班隊干部良好心理素質的成長,提供了重要的交流平臺,能有效促進班隊干部群體的健康發展,對學校如何利用團體輔導,對小學班隊干部這一優秀群體,開展心理健康教育工作提出了針對性建議。
參考文獻:
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篇5
一、高校黨員領導干部依法辦事能力的現狀
通過問卷調查與走訪調研,并梳理部分高校關于“三嚴三實”方面存在的問題,我們發現,高校黨員領導干部依法辦事能力并不盡如人意,表現如下:
1、高校法規、制度傳達與落實力度不夠
近年來,隨著我國有關教育發展、學校管理的各項規定、制度的出臺, 為高校黨員領導干部依法辦事提供了基本的依據。然而廣大師生員工對學校相關法規、制度的知曉程度并不盡如人意,多數師生對法的學習僅限于與自己切身利益相關的法規、制度, 而且了解不深,大家對從何種渠道獲取相關法規、制度也不甚了解。一條法規、一項制度出臺往往是只有上級知曉,師生員工并不知情,上傳下達力度不夠,普法教育工作有待加強。
2、“依法辦事”意識淡薄
高校中少數領導干部依法辦事意識不強,對法律及高校中的各種法規制度的認識與理解有待進一步加強。在調查中發現,雖然當前高校領導干部的法治思維能力正在逐步提高,但是對法治的認知仍然存在一定偏差,沒有認識到現代法治中“依法控權”、“依法治官”的法治精髓。對于權力邊界的認知不清,甚至將“上級明確要求”作為權力的界定范圍,在實際工作中,存在上級指示高于法規制度的情況。對于辦事流程,存在決策忽視程序的問題,黨員領導干部缺乏規則意識。
3、校務公開力度不足,維權困難
部分高校校務公開機制不完善,解決問題的處理流程存在漏洞,領導干部依法辦事困難,造成高校內部紛爭與矛盾。在徐德剛(2005.3)的調查中發現,高校中出現糾紛,僅有39.43%的學生選擇通過法律途徑解決問題。更有部分學生選擇“打個新聞熱線,讓媒體保護我來得方便”。造成這一情況的主要原因有兩個方面:一是高校缺乏專門維護高校師生合法權益的法律服務部門。二是通過正規法律途徑解決問題的成本高、時間長。
二、導致高校黨員領導干部依法辦事能力不強的原因
1、傳統“人治”觀念根深蒂固
“重人治,輕法治”是中國封建社會兩千年來的治國方略,更是作為一種社會文化現象沉淀下來。這也是影響提高高校黨員領導干部依法辦事能力的問題根源。
2、高校法規、制度的不完善加大了依法辦事的難度
隨著我國市場經濟體制的深入發展,社會關系愈加復雜。高校黨員領導干部的管理范圍逐步擴大,管理難度逐漸加深,造成原有管理機制不能滿足當前需要,導致高校的管理不到位。同時,高校教育行政部門放權不夠,不能徹底實現從人的管理轉變為法的管理。而在發生糾紛時,更多選擇行政手段來解決,而不是法律手段。對于高校內師生的違紀問題,仍缺乏有效的監管部門進行監督,處理結果缺乏合法性。
3、對于法規、制度的學習、宣傳力度不足
高校黨員領導干部知法、懂法才是依法辦事的前提。而讓高校師生了解本校法規、制度及問題的處理、解決流程才能真正的讓“依法辦事”落到實處。因此,加強高校法規制度的宣傳,加大高校黨員領導干部學習力度、轉變法治思維才是高校提倡依法辦事的重點。
三、提高高校黨員領導干部依法辦事能力的途徑與對策
1、完善高校管理規章制度與流程
進一步完善“權責”劃分,細化各部門之間的工作內容及責任。用科學的方法對各種常見事件進行分析與分類,明確其產生的根源及本質,最終明確權責所屬部門,確立處理事件及問題的解決方法及流程。組織專人對事件的當事人進行回訪,了解具體辦事流程,針對辦事過程中出現的問題進行了解與記錄,并建立相關問題檔案。同時,針對高校法規制度進行定期審議,結合相關實際案例,對法規在實際應用中出現的問題與漏洞進行探討并加以改善。
2、嚴以修身,提高法治思維
高校黨員領導干部要嚴以修身,加強黨性修養,提高法治思維與法律意識。只有樹立法治思維與法律意識,才能夠真正提高依法辦事的能力。培養法治思維習慣是提高依法辦事能力的內在因素,通過組織高校黨員領導干部進行常態化的學習,將法律知識作為高校學習培訓的必修內容,為提高依法辦事能力奠定基礎。
3、嚴以律己,嚴格依法辦事
在實際工作中合理運用法治思維,逐步提高高校黨員領導干部的依法辦事能力。要做到辦事要依法,執法要嚴格。以高校法規制度為依據,建立科學合理的處理方法與流程,并對處理流程中的每一個環節進行嚴格審查,杜絕高校黨員領導干部“不作為、亂作為”的情況。
其次,提高黨員領導干部的依法辦事能力也需要外在環境的推動。建立對高校黨員領導干部做出較為重大決策的責任追究機制,同時,將依法辦事狀況納入考核機制。利用必要手段強化黨員領導干部學習、提高法治思維,從而提升依法辦事能力。
4、嚴以用權,加強監管力度
強化高校中權力運行的監督和制約機制,嚴于用權,加強監管,降低腐敗機會。對高校內出現的新情況,新問題要反應靈敏,對責任人做出的決定進行核實,以確保處理結果的公平公正,并確保落實到位。高校法規制度、重大決策要進一步公開化、透明化。通過校內各種組織途徑與管理部門,將高校法規制度傳達至每一個教職工及學生。加大高校師生對學校制定規章制度的參與力度,向全校師生公布各類問題的處理方法與流程,并明確相關責任人與事件問題的處理時間,提高群眾監督力度,從而提高校園的民主、法治氛圍。
篇6
【關鍵詞】半導體器件 模式轉換 冷暖空調 溫度調節
1 引言
利用半導體調溫技術對室內進行溫度調節是一種新型溫度調節技術,與現有的常規壓縮式制冷機相比,具有重量輕、壽命長,工作起來無噪聲等優點,同時由于不必使用氣體冷卻劑工質,所以也不會構成對環境污染,成為了名副其實的“綠色”空調。目前應用半導體溫度調節技術的場所已經來越多,已經廣泛應用于汽車,醫療等部門。但是由于半導體器件的特性,其P-N結的固定結構使得半導體空調的制冷和制熱之間的轉換比較困難,所以一般由半導體致冷器制成的空調器都是單一的制冷空調機,而這種單純制冷空調尚不能滿足市場的商業需求。如何改變現有的半導體調溫結構,實現半導體制冷和制熱模式的有效轉換,已經是當今半導體調溫技術進一步發展的難題,也是真正讓半導體調溫技術實現商業化價值的關鍵。
本論文提出一種利用半導體調溫器件模塊化設置,通過模塊轉動方式實現半導體制冷和制熱模式的有效轉換,到達利用半導體調溫器件既能制冷又能制熱的目的,通過半導體冷暖空調結構設計,使得半導體冷暖空調能滿足市場的商業需求,實現“綠色”空調的商業化應用。
2 半導體冷暖空調原理
半導體溫度調節都是通過半導體調溫片來實現的,所謂半導體調溫片采用的就是具有P-N結的熱電偶對,采取直流供電,利用直流電流通過P-N結時所產生的不同溫度效應來實現熱交換,這種效應也就是一種熱電效應。通常都認為這種熱電效應是建立在珀爾帕效應基礎上實現的,但實際上這種效應是建立在五種不同的效應組成的基礎上的,這就是通常所說的賽貝克效應、珀爾帖效應、湯姆遜效應、焦耳效應,以及富里葉效應。這五種效應的基本原理和作用如下:
2.1 賽貝克效應
所謂賽貝克效應是由俄羅斯科學家賽貝克于19世紀所發現的一種溫度效應,即兩種不同導體(或半導體)所組成的閉合回路中,如果兩個接頭具有不同的溫度,則會在線路中產生電流,這種電流稱被為溫差電流,這個閉合回路便構成溫差電偶,產生電流的電動勢稱為溫差電動勢,溫差電動勢的數值只與兩個接頭的溫度有關。這種溫度效應稱為塞貝克效應(圖1)。
2.2 珀爾帖效應
法國科學家珀爾貼發現了熱電致冷和致熱現象-即溫差電效應,所謂溫差電效應就是在電流通過兩種不同導體形成的回路時,在兩種不同導體所形成回路的結點處,隨著電流方向的不同會分別出現吸熱或放熱的效應現象,這種效應現象就稱之為珀爾帖效應。珀爾帖效應的原理如圖2所示。
2.3 湯姆遜效應
所謂湯姆遜效應實質就是一種溫度梯度的效應。1856年英國物理學家W.湯姆孫發現當電流流過不同溫度的導體時,也會產生吸熱或放熱的效應現象,這種效應現象是由英國物理學家W.湯姆孫發現的,所以稱之為湯姆遜效應,湯姆遜效應的原理如圖3所示。
2.4 焦耳效應
所謂焦耳效應就是指當電流流過導體時所引起溫度變化的一種現象,而且這種效應是一種不可逆的效應,同時也不屬于溫差電效應,但現在經常將焦耳效應與焦湯效應結合起來考慮。
2.5 傅里葉效應
所謂傅付里葉效應就是指單位時間內經過均勻介質沿某一方向傳導的熱量與垂直這個方向的面積和該方向溫度梯度的乘積成正比效應,而熱量傳遞的方向則與溫度升高的方向相反。
綜合上述五種效應組合,可以看出所謂半導體調溫就是利用半導體材料,當電流流經不同的導體,尤其是半導體材料所形成的結點回路時,在結點處會產生放熱或吸熱(制冷)現象而實現調溫的。
但是現有的半導體調溫技術之所以難以推廣,主要是兩個問題,其一是功效較低,難以與傳統的制冷劑空調抗衡;其二是現有半導體的調溫材料如何進行冷熱轉換的問題。這其中第一個問題在新的高效半導體熱電元件誕生后已經基本得到解決,目前的高效半導體熱電元件的優值系數已經超過13×10-3K-1,在溫差50℃時,高效半導體熱元件的制冷系數大于3,制冷效率甚至高于壓縮機制冷。而第二個問題正是當前所需要解決的主要問題,當前認為半導體的冷熱轉換可以直接通過改變電流的方向實現,但實際應用中發現采取這樣的冷熱轉換方式不利于半導體的調溫材性能的利用。眾所周知,半導體主要是為N型元件和P型元件二種材料組合,其中N型元件通過電子載流子進行導電,而P型元件通過空穴載流子進行導,在N型元件接入直流電正極,P型元件接入負極時,N型元件中的電子在電場作用下將由上向下移動,并在下端與電源的正電荷聚合,在聚合時還會放熱;而P型元件中的空穴在電場作用下將也會向下移動,并在下端與電源的負電荷發生聚合,聚合時也會放熱;同時,N型元件的電子與P型元件的空穴在上端分離,分離時會吸收熱量。但是N型元件和P型元件對于吸熱和放熱的性能是不一樣的,而且制冷或制熱之間的轉換如果長期通過電流改變容易造成器件損壞;為了有效利用N型元件和P型元件的性能我們現在都只是利用半導體的N型元件和P型元件來進行制冷,這也是當前的半導體調溫主要只是用于做半導體制冷的主要原因。
通過上面的分析可以得知,采用簡單的電流換向實現半導體調溫器件的冷熱模式的轉變是不理想的,因此本設計主要通過結構的改進來實現半導體調溫器件的冷熱模式的轉變,將半導體調溫器件設計成一種模塊,并將此模塊安裝在一個帶有冷熱腔室的殼體內,通過半導體調溫器件模塊的轉動來實現半導體調溫器件的冷熱模式的轉變,結構原理如圖4。
通過圖4可以看出,本設計的主要原理是將半導體調溫器件設計成一種可以在殼體內轉動的模塊,將半導體調溫器件模塊通過一個轉軸安裝在空調的殼體內,根據半導體P-N結的調溫特性,在需要對室內進行降溫時,將半導體P-N結制冷的一面面對室內;在需要對室內升溫時,將半導體P-N結發熱的一面面對室內,通過轉軸的轉換即可實現在殼體內的半導體調溫器件的冷熱模式的轉變。采用這種冷熱模式的轉變方法,可以不改變原半導體調溫器件的電流方向,保持半導體調溫器件P-N結的各自優勢,只需通過器件的面向改變實現冷熱模式的轉變。
3 半導體冷暖空調結構設計
根據上述的設計思路,本設計所提出的結構設計方案主導思想就是將半導體調溫組件模塊化,并達到能在一定空間能轉動,其設計過程如下:
3.1 半導體調溫組件結構設計
采用高效半導體熱電元件堆疊成塊,使每個元件相連接的都是不同導電類型的元件,串聯起來形成大功率的半導體調溫組件,并在調溫組件的兩面分別加裝散熱翅片,形成一個圓筒狀體,在圓筒狀體組件的兩端設置轉軸,并在轉軸的一端設置半導體調溫組件的N型元件導電環和P型元件導電環,這樣就形成了半導體調溫組件(圖5)。
半導體調溫組件制冷時,將冷端面置于室內吸熱,熱端面置于面向室外,并通過風扇將熱端面的熱量吹到室外,以達到降低室內溫度的目的;而在冬季需要給室內升溫時,則通過調整半導體調溫組件的轉向來改變半導體調溫組件的冷熱位置關系;將半導體調溫組件方向轉變180度,此時半導體調溫組的冷端面就變成了面向室外吸熱了,而熱端面變成了面向室內放熱,從而達到加熱室內溫度的空調目的。
其中,半導體調溫組件的上下面均采用陶瓷片,并經過摻雜處理,以此提高導熱性能,主要成分是95%氧化鋁。在它的表面燒結有金屬化涂層。
與陶瓷片連接的是散熱翅片,散熱翅片縱向排列,主要起導熱作用。通過錫焊接在陶瓷片的金屬化涂層上。
上下導流片之間是半導體致冷元件,它的主要成分是碲化G,是半導體調溫組件的主功能部件,分N型元件和P型元件,通過錫焊接在導流片上。
3.2 整體空調結構設計
在設計好半導體調溫組件后,在整體結構設計上主要應考慮半導體調溫組件的安裝、通風的方式,以及半導體調溫組件模塊的轉動控制幾部分。整個空調器的結構如附圖6和圖7所示。
從上圖可以看出,半導體空調的整體包括一個箱體,箱體內分為前箱體和后箱體兩部分,前箱體面向室內,后箱體緊貼著墻壁;在前箱體和后箱體兩部分之間設有用于制冷或發熱的半導體器件板,通過半導體器件板將前箱體和后箱體兩部分分開,分別形成室內換熱腔體和室外換熱腔體,通過室內換熱腔體和室外換熱腔體與半導體器件板的換熱實現室內的空氣調節;所述半導體器件板通過轉軸安裝在前箱體和后箱體兩部分之間隔離區間內,轉軸設置在隔墻內,并在轉軸的一端設有用于翻轉半導體器件板的旋轉裝置,通過旋轉裝置將半導體器件板繞轉軸翻轉,以此實現半導體器件板對室內的換熱或制冷轉換,達到制冷或加熱的空調目的。
其中,室內換熱腔體是在前箱體一端設有室內入風口,內入風口安裝有室內風扇,另一端設有室內出風口,室內入風口與室內出風口通過半導體器件板一側的室內流道連通,室內風扇吹出的風經過室內流道,進入另一端,再通過室內出風口排出。前箱體整個下前角部分設有室內出風流道,室內出風口的風是經由室內出風流道排出的。室外換熱腔體是在后箱體的兩端分別設有與室外相通的室外入風口和室外出風口,室外入風口和室外出風口的一部分分別嵌入墻體內,且面向室外,室外入風口和室外出風口通過位于半導體器件板另一側的室外流道連通,形成后箱體換熱腔體,在室外入風口處設有室外風扇,室外風扇將室外空氣引入,通過室外流道,再從室外出風口排出。室外入風口位于室外風扇之前的風道上設有空氣過濾網,通過空氣過濾網對室外進入后箱體的空氣進行過濾,防止雜物進入。
本設計的主要特點在于半導體器件板的旋轉裝置為電動翻轉裝置或手動翻轉裝置都可以;采用電動翻轉裝置時,在轉軸的端部連接有翻轉電機,通過電機帶動轉軸翻轉,從而實現半導體器件板的翻轉;采用手動翻轉裝置時,直接通過一個轉盤就可以進行翻轉。
為了提高熱膠換效率,在半導體器件板的兩面都帶有散熱翅片,散熱翅片分別深入到室內流道和室外流道中,使得經過室內流道和室外流道的風能更加加快熱交換的效果。同時,為了防止室外的空氣與室內交流,在室外流道與箱體之間設有保溫層,防止室外換熱腔體內的溫度傳到室內。
4 半導體冷暖空調結構分析
采用上述結構的半導體空調,通過一個可轉動的半導體器件板,實現半導體器件板對室內制冷或加熱之間的轉換,并直接將整個箱體分為前箱體和后箱體兩個部分,直接將整個空調器箱體安裝在室內的墻壁上,分別通過室外換熱腔體和室內換熱腔體進行熱交換,達到空氣調節的目的,這樣有幾大好處:
(1)冷熱轉換模式通過模塊式結構轉動實現轉換,不采用電源反接,可以避免電源反接所給半導體器件的反向沖擊,防止半導體器件出現“崩潰”現象,可以完全利用半導體N型元件和P型元件的各自優勢,實現制冷和制熱。
(2)可以完全省去室外機部分,只需通過一個進風口和一個排風口,兩個風口就可以將換熱腔體的熱交換空氣與室外空氣進行交換,避免了室外機造成安全隱患的因素;
(3)方便安裝,將室外換熱腔體和室內換熱腔體統一設置在室內的殼體內,安裝時不用操作人員再到室外進行安裝作業,完全杜絕了空調安裝的室外作業事故發生;
(4)Y構簡單,不需要制冷劑的交換,因此也就沒有連接管道,便于維修和養護,安裝容易。
(5)可連續工作,使用安靜無噪音,直接通過半導體器件進行熱交換,沒有滑動部件是一種固體片件,工作時沒有震動、噪音、壽命長,沒有壓縮機運轉的噪音;
(6)環保綠色運行,本發明采取半導體換熱,取代了常規的壓縮機技術,不需要任何制冷劑,也就避免了常規制冷劑對環境的污染。
(7)半導體制冷片采用高效半導體熱電元件,具有兩種功能,既能制冷,又能加熱,制冷效率一般不高,但制熱效率很高,永遠大于1[6]。因此使用一個片件就可以代替分立的加熱系統和制冷系統。
(8)半導體制冷片采用電流換能型片件,以輸入電流的方式實施控制,可實現高精度的溫度調節,并通過溫度檢測和控制手段,實現遙控、程控、計算機等控制,便于形成自動控制系統。
(9)半導體調溫的溫差范圍,可從+90℃到-130℃任意調節。
5 結論
本文設計了一種通過半導體調溫組件模塊轉動,實現半導體調溫器件的冷熱模式的轉變的半導體冷暖空調。文中詳細描述了半導體調溫組件模塊轉動方式的半導體冷暖空調的結構,并對半導體調溫組件模塊轉動方式作了詳細的設計說明,由于采用直流電環供電,且轉動的速度較低,因此在轉動中的通電不會受到任何影響,可以有效改變現有半導體空調難以實現冷熱模式轉換的問題,具有很好的商業實用價值,從而實現真正的“綠色”空調。
參考文獻
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篇7
[關鍵詞] 《中國藥典》2005年版;附錄;問題
[中圖分類號]R951 [文獻標識碼] C[文章編號] 1673-7210(2009)07(a)-169-02
The problem in Chinese Pharmacopoeia edition 2005 appendix 1
WANG Jihua, LIU Jinghua, HUANG Zitong
(Liaoyang Institute for Drug Control, Liaoyang 111000, China)
[Abstract] Pill weight variation check, moisture test, suppository melt time limit test, dispersible tablet of Chinese medicine test, tablets of Chinese medicine broke brittle test in Chinese Pharmacopoeia edition 2005 appendix 1 had imperfect places, and the problems were discussed in this paper, hoping to provide basis for the improvement of Chinese Pharmacopoeia edition 2010.
[Key words] Chinese Pharmacopoeia edition 2005; Appendix; Problem
《中國藥典》2005版在凡例、品種的標準要求、附錄的制劑通則和檢驗方法等方面均有較大的變化和進步。《中國藥典》2005版一部共收載品種1 146種,其中,新增154種,修訂453種。本版藥典附錄較2000版進行了較大的增修訂,如農藥殘留測定法中增訂了對12種有機磷和3種擬蟲菊酯類農藥的測定方法,不溶性微粒檢查法中增訂了小容量注射劑的檢查,薄層色譜法中增訂了系統適用性試驗,微生物限度檢查修訂為按給藥途徑要求,并增加了方法驗證試驗。《中國藥典》2005版自2005年7月1日開始執行至今已3年多,作為基層藥檢所,在執行一部附錄過程中有些不明確的地方,本文參考相關文獻對此進行探討,希望2010版藥典能夠明確。
1 相關問題
1.1 附錄ⅠA丸劑“重量差異”檢查項規定
按丸數服用的照第一法檢查,按重量服用的照第二法檢查,但有的中成藥“用法用量”中規定既可按丸數服用又可按重量服用,這種情況照第幾法檢查應予以明確。
1.2 “重量差異”項下第一法(按丸數服用)規定
以1次服用量最高丸數為1份(丸重1.5 g及1.5 g以上的丸劑以1丸為1份;丸重0.015 g以上的丸劑1次服用量最高丸數超過10丸的,或丸重0.015 g及以下的丸劑1次服用量最高丸數不足10丸的,以10丸為1份),進行檢查,但在檢驗過程中,遇到丸重0.015 g以上,一次服用量最高丸數超過10丸的,如《中國藥典》2005版一部收載的“安神補心丸”及衛生部藥品標準《中藥成方制劑》十六冊收載的“健腦補腎丸”規定:一次服用15丸,每15丸重2 g(0.133 g/丸)。按規定應取10丸為1份進行檢查,但10丸的重量約1.333 g,不能作為標示重量,那么標準中規定的標示重量就沒有實際意義,因此建議2010版藥典起草時加以考慮,如果標準中規定了服用丸數的標示量,就按服用丸數為一份進行檢查。
1.3 “重量差異”項下第二法(按重量服用)規定
以10丸為1份,分別稱定重量,與每份標示重量相比較(無標示重量的丸劑,與平均重量比較),但在檢驗過程中遇到《中國藥典》2005版一部收載的“牛黃上清丸”中規定:水丸1次3 g,每16粒重3 g;《中國藥典》2005版一部收載的“牛黃清心丸(局方)”規定:水丸1次1.5 g,每20粒重1.5 g。按規定應取10丸為1份進行檢查,與上述情況相同,標準中規定的標示重量就沒有實際意義,建議2010版藥典起草時加以考慮,如果標準中規定了服用丸數的標示量,就按服用丸數為一份進行檢查。
1.4 附錄ⅨH水分測定法
共有4種方法:第一法烘干法、第二法甲苯法、第三法減壓干燥法、第四法氣相色譜法,這四種方法是否有同等效力,選擇的依據不明確,而大部分中成藥水分檢查都沒有規定采用哪一種方法, 2010版藥典應明確出來。
1.5 附錄ⅫB融變時限檢查法中栓劑結果判斷
藥典中規定:脂肪性基質30 min,水溶性基質60 min,而沒有明確既有脂肪性基質又有水溶性基質的判斷結果,2010版藥典應明確出來。
1.6 分散片
中藥目前分散片較多,而《中國藥典》2005版一部附錄制劑通則未收載分散片,目前只能參照二部檢查,2010版藥典應明確出來。
1.7 片劑
中藥有的片劑極易破碎,而《中國藥典》2005版一部附錄制劑通則中未要求對片劑的脆碎度進行檢查,2010版藥典應明確出來。
2 討論
《中國藥典》是國家監督管理藥品質量的法定技術標準,它的準確性、可行性是至關重要的。筆者在檢驗丸劑重量差異時,經常因為判斷標準的可行性差而困惑,給檢驗帶來麻煩。
目前中藥分散片按《中國藥典》2005版二部檢查,二部要求做溶出度檢查,而中藥一般不檢查溶出度,這樣又給檢驗帶來問題,希望2010版藥典能夠完善。
[參考文獻]
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篇8
人教版八年級物理教科書第八章第三節講到了摩擦力,摩擦力在初中物理中是重點、難點知識。許多學生在做此類題型時,都感到模糊不清,做題的錯誤率極高。下面就是學生容易做錯的一道題。
例題 用手握住一個啤酒瓶,啤酒瓶開口向上靜止在手中不動,以下說法中錯誤的是( )
A.啤酒瓶靜止在手中,是由于受到摩擦力的作用;
B.隨著手握啤酒瓶的力增大,瓶子所受的摩擦力也將增大;
C.手握啤酒瓶的力增大時,瓶子所受的摩擦力并未增大;
D.若啤酒瓶原來為空瓶,那么向瓶內注水的過程中瓶仍靜止,
即使手握瓶的力大小不變,瓶所受的摩擦力也將增大.
評析 用手捂住啤酒瓶保持靜止,處于平衡狀態,受到的力為平衡力;根據二力平衡[1]的條件:作用在同一物體上的兩個力大小相等,方向相反,作用在同一條直線上進行解答.
可是,學生在做該題的時候,卻認為隨著手握啤酒瓶的力增大,瓶子所受的摩擦力也將增大。學生甚至還搬出了教科書中的理論依據,如下所示:
根據影響摩擦力大小的因素我們知道:可以通過改變壓力或接觸面的性質來改變摩擦力的大小。要讓自行車更快地停下來,可以用力捏閘,體操運動員上器械前,會在手上涂防滑粉,這些都是通過增大壓力或改變接觸面的粗糙程度來增大摩擦的例子[2]。
該段文字位于人教版教材第25頁的最后一段。這段文字的劃線部分,非常容易誤導學生,讓學生以為壓力越大,摩擦力越大。故而學生會有上面的誤判。為此,筆者通過仔細剖析教材,發現其中問題重重。
二、教材的不完善之處
1.教材偷換概念
教材中有這樣的一段文字:摩擦力是一種很常見的力。兩個相互接觸的物體,當他們相對滑動時,在接觸面上會產生一種阻礙相對運動的力,這種力叫做滑動摩擦力。
事實上,摩擦力的概念是:兩個相互接觸的物體,當它們做相對運動或有相對運動的趨勢時會在接觸面上產生一種阻礙相對運動或相對運動趨勢的力,這種力叫摩擦力。教材中把滑動摩擦力中的摩擦力加粗,把滑動摩擦力的概念當成是摩擦力的概念。
2.教材的結論不嚴謹
教材中有這樣的一段文字:滑動摩擦力的大小跟接觸面所受的壓力有關,接觸面受到的壓力越大,滑動摩擦力越大。滑動摩擦力的大小還跟接觸面的粗糙程度有關,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大。
咋看起來,沒有問題。可是細究起來問題頗深。探究滑動摩擦力的影響因素涉及控制變量法,控制變量法是物理學中對于多變量(多因素)的問題,常常采用控制變量(因素)的方法,把多變量的問題變成多個單變量的問題,而只改變其中的某一個變量,從而研究這個變量對事物影響,分別加以研究,最后再綜合解決,這種方法叫控制變量法。它是科學探究中的重要思想方法,廣泛地運用在各種科學探索和科學實驗研究之中。結合控制變量的思想,該段文字應該改為:
滑動摩擦力的大小跟接觸面所受的壓力大小有關:當接觸面的粗糙程度一定時,接觸面受到的壓力越大,滑動摩擦力越大;滑動摩擦力的大小還跟接觸面的粗糙程度有關:當壓力一定時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大。
實驗結論的表述是學生學習的難點之一,初中物理探究性實驗結論的表述可分為:定性關系(即:在……相同時,……越……,……越……)和定量關系[在……相同時,……跟……成正比(反比)]兩種基本類型。針對這兩種表述方式,教材在歸納實驗結論時,應采用"控制變量法"。這樣才能給予學生引領和示范。
3.教材的知識結構混亂
如圖2所示,教材中又涉及了滾動摩擦力。我們知道摩擦力分為靜摩擦力、滾動摩擦、滑動摩擦三種。初中生既沒有豐富的日常生活的經驗,又沒有高中生深層的知識體系,因而對摩擦力比較模糊,學生的模糊更多的是來源于教材編排的不合理。
三、完善對策
1.教材編排的整改
教材中關于摩擦力編排的內容要規范地給出摩擦力的概念、分類,重點介紹滑動摩擦力的影響因素。由物理走向生活,對生活中摩擦力的應用給予介紹。目前的教材改革,喪失了知識的系統性,這樣不僅沒有起到教改的目的,而且提高了學生學習摩擦力的難度,讓學生覺得摩擦力更難學。
2.教師意識的轉變
在與物理學科的資深教師溝通后,發現老教師大多都沒有按照教材的內容來上課,而是按照他們腦海中關于摩擦力的知識結構進行課堂教學。根據教學經驗,特別是摩擦力易混點的經驗,會重點講解如何去區別靜摩擦力和滑動摩擦力。
對于物理教材,物理教師應建立新的教材觀,教材是材料、媒介,變“教教材”為“用教材”,用好教材,用活教材[3]。物理教學過程中必須對教材進行二度開發,結合自身的教學需要,重新排列知識點,增選身邊的事例,以豐富學生的視野,完善學生的知識體系。
古人有云:“盡信書不如無書!”年輕教師若只是一味的迷信教材,必將誤導一大批學生,教師應勤于思考,大膽質疑教材,對教材的知識點進行再加工,由點連成線,線連成面,形成一套自己的知識結構。
筆者深深的希望通過我們的努力,能夠改變學生普遍覺得有關摩擦力的問題解決起來比較棘手的現狀。
參考文獻:
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篇9
關鍵詞: GaN; 功率匹配; 高效率功率放大器; 通信系統
中圖分類號: TN722.75?34 文獻標識碼: A 文章編號: 1004?373X(2014)15?0083?03
Development of high efficiency power?amplifier based on new generation semiconductor GaN
GUO Dong, LI Liang, DOU Zhi?tong, LI Chao
(503th Institute of China Academy of Space Technology, Beijing 100086, China)
Abstract: In recent years, the requirement of power consumption is getting lower, and the space for the power amplifier getting smaller in wireless communication, radar and other fields, which requires the power amplifier to have higher efficiency and higher operating junction temperature. The new generation wide band gap semiconductor material GaN is able to meet the requirements. An S?band power amplifier based on CREE company′s GaN?based power amplifier tube CGH40045 was designed. In the design, power matching, heat dissipation and spurious suppression were considered. Final testing results show that within the bandwidth of 300 MHz, power gain ≥50 dB, saturated output power ≥46 dBm, efficiency ≥50%. The efficiency has been improved more significantly, compared with the previous GaAs power amplifier with 30% efficiency. In future communication systems, the power amplifiers based on the new generation semiconductor materials GaN have a very good application prospect.
Keywords: GaN; power matching; high efficiency power?amplifier; communication system
0 引 言
當前,在射頻和微波頻段下常用的功率放大器多為基于GaAs材料的HFET和PHEMT器件,但是由于GaAs材料在電性能和熱性能上的局限,已經越來越不能滿足未來系統的需求。作為下一代微波功率器件的材料,GaN材料異質結構擊穿電壓高,而且能夠產生高濃度的二維電子氣(2DEG),并具有很高的電子遷移率,因此能夠得到很高的功率輸出密度,同時AlGaN/GaN異質結器件能夠承受很高的結溫,可以很好地滿足大功率、高效率、高溫等性能要求[1],在衛星通信、雷達等軍事領域有著廣泛的應用前景,是當前半導體技術重要的發展前沿之一。
近幾年以GaN為基礎的微波功率器件的應用取得了很大的進步,如美國的CREE公司和TriQuint公司、日本的東芝公司以及富士通等公司,不斷地推出GaN大功率器件。其中TriQuint公司在2008年便推出了Ku頻段100 W的GaN芯片[2],使GaN器件進入了實用階段。而美國軍方也一直在大力扶持GaN器件的發展,目標是將其軍事和空間應用的電子器件轉向GaN器件。在國內,主要是中電13所和中電55所對GaN器件進行了研制[3?5],其中中電13所的GaN器件從S波段一直覆蓋到Ka波段,產品逐步達到了工程應用的要求。
本文針對某通信系統對功率放大器低功耗、高效率的要求,基于GaN功放管研制了一款S波段40 W飽和輸出的功率放大器,主要進行了功率匹配、熱設計考慮、雜散抑制等設計,最終測試結果顯示在工作帶寬內,工作效率≥50%,明顯高于該系統之前采用的工作效率為30%的GaAs功率放大器。
1 GaN功率放大器設計方案
功率放大器位于系統的發射機中,將上變頻板送入的功率進行放大和濾波,發送到發射天線。該通信系統之前采用的為GaAs功率放大器,隨著系統對功耗要求的越來越苛刻,必須采用更高效率的功率放大器,從而使整個系統升級換代。
系統對功率放大器的功能需求有:工作于S頻段,帶寬為300 MHz;有大功率、小功率、關斷三種工作狀態;對輸入的信號進行功率放大、濾波等處理。
具體的性能要求有:在300 MHz的帶寬內功率增益≥50 dB;飽和輸出功率≥46 dBm;工作效率≥50%;具有開路和短路保護的功能,具有小功率狀態(輸出功率為16~25 dBm)工作功能;具有電源關斷功能,所有電源可同時關斷和開啟;在工作帶寬外100 MHz處的雜散電平≤-85 dBm/10 MHz。功率放大器的結構尺寸為100 mm×40 mm×25 mm,電源以及控制信號共用一個微矩形接插件,射頻信號采用常見的SMA?K形式。環境溫度為-45~65 ℃。
根據指標要求,進行功率放大器方案的設計。至少需要三級放大器來滿足功率增益≥50 dB的要求,并且末級和驅動級選用高效率的GaN器件,來滿足高功率和高效率的要求;在末級功放管輸出端接隔離器,隔離度≥25 dB,大大降低負載牽引對末級功放的影響,具有開路和短路保護的功能[6];設計電源控制電路,分別控制末級功放電源、其余器件電源,從而實現大功率狀態、小功率狀態、關斷狀態間的切換;對于帶外100 MHz處的雜散電平≤-85 dBm/10 MHz的指標,在驅動級和末級放大器間加入一個低插損的腔體濾波器,使雜散電平滿足指標要求。電路原理框圖如圖1所示。
圖1 功率放大器電路原理框圖
對于功率狀態控制電路,使用兩路TTL電平分別控制PMOS管電源開關,從而分別控制末級GaN功率管的漏極電壓、其余器件的供電電壓。當控制電壓為高電平時PMOS管打開,這樣就可以通過關閉末級功放管的漏極電壓來實現小功率狀態,同時關閉其余器件的供電電壓時為關斷狀態,而兩路TTL電平都為高時則為大功率狀態。在功率控制的同時還要注意GaN功率管需要先加柵極負壓,后加漏極的正壓。末級功放管電源控制電路原理框圖如圖2所示。
對于帶外100 MHz處的雜散電平≤-85 dBm/10 MHz的指標,需計算腔體濾波器在帶外100 MHz處的抑制指標。在帶外100 MHz處無組合頻率信號輸入,白噪聲的功率為-104 dBm/10 MHz,輸入端到驅動級的增益為40 dB,噪聲系數為5 dB,則驅動級輸出的白噪聲功率約為-59 dBm/10 MHz,此時后面接的腔體濾波器抑制為45 dB以上時,可將白噪聲的功率降低到最小的噪底功率-104 dBm/10 MHz,后面末級功放和隔離器的總增益為10 dB,噪聲系數為4 dB,則最終在100 MHz處的雜散功率為-90 dBm/10 MHz,滿足指標要求。在具體設計時腔體濾波器在帶外100 MHz處的抑制設計為50 dB,從而留有余量[7]。
圖2 末級功放管電源控制原理框圖
2 GaN功率放大器仿真驗證
進行完方案設計后,要對關鍵性能進行仿真驗證,保證設計的正確性和準確性。主要包括:末級功放管的匹配仿真、腔體濾波器性能仿真、熱仿真。
一般來講GaN功放管可工作帶寬很寬,如CGH40045的工作帶寬可達DC~6 GHz,需要在工作頻帶內進行匹配設計,從而得到較高的功率、增益以及效率。通常使用諧波平衡仿真來得到大信號狀態下功放管的仿真結果。仿真圖如圖3所示,經過仿真可得,末級功放的飽和功率為47.5 dBm,功率增益為10.5 dB,工作效率≥55%。
圖3 末級功放管仿真電路圖
對于腔體濾波器,除了第1節中計算得到的在帶外100 MHz處的抑制設計為50 dB外,其帶內的插損還要足夠小,從而降低對驅動級功放輸出功率的要求,提高整體的效率;此外在帶內的駐波也要足夠好,使級聯驅動級功放和末級功放時不引起自激,并且功率起伏小。此外限制腔體濾波器設計的為尺寸,寬度約為30 mm。腔體濾波器的仿真結果如圖4所示。插損為1 dB左右,帶內回波損耗≤-15 dB,在帶外100 MHz處的抑制≥57 dB。
圖4 腔體濾波器仿真曲線
為了盡量減小GaN功放管到屏蔽盒間的熱阻,將功放管燒結在屏蔽盒上。對整個功率放大器進行熱仿真,如圖5所示。圖5的環境溫度設置為105 ℃,仿真得到末級功放的最高殼溫為124 ℃,而末級功放管的熱耗為45 W,熱阻為1.9 ℃/W,則其結溫為210 ℃,相比于其最高結溫225 ℃留有余量,保證了長期工作的可靠性。
圖5 熱仿真結果
3 GaN功率放大器的測試結果
最終功率放大器的實物如圖6所示。對功率放大器進行測試,輸出功率、工作效率與輸入功率的關系見表1。
圖6 功率放大器實物
可見輸出功率≥46.5 dBm;工作效率≥50%。其他指標測試結果為:在小功率狀態輸出功率為18~23 dBm,具備開路和短路的保護功能,功率狀態控制電路功能正常;在工作帶寬外100 MHz處的雜散電平≤-87 dBm/10 MHz,均滿足指標要求。
在該系統的前一代設備里使用的是GaAs功率放大器,其工作效率為30%,在使用GaN功率放大器作為末級功放后效率提高至50%,大大地降低了系統的功耗,提高了系統的效率,降低了散熱的壓力。
表1 功率放大器測試結果
[輸入功率 /dBm\&輸出功率 /dBm\&效率 /%\&-4\&46.6\&50.2\&-3\&46.5\&50.4\&-2\&46.7\&50.5\&-1\&46.7\&50.5\&0\&46.8\&50.6\&1\&46.8\&50.6\&]
4 結 論
針對通信系統對低功耗越來越苛刻的要求,研制了一款基于GaN功放管的S波段功率放大器,帶寬為300 MHz,飽和輸出功率≥46 dBm,工作效率≥50%,大大提高了系統的效率,滿足了系統低功耗的要求。GaN功放管的帶寬寬,輸出功率高,可在更高的溫度下工作,并且效率高,可大大降低系統的功耗,在通信系統中有著非常好的應用前景,將會逐步替代GaAs功率管而得到廣泛的應用。
參考文獻
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篇10
【中圖分類號】 R 395.6 R 179 G 479
【文章編號】 1000-9817(2010)02-0225-02
【關鍵詞】 自信;精神衛生;干預性研究;學生
自信心(self-confidence)是一種反映個體對自己是否有能力成功地完成某項活動的信任程度的心理特性,也稱為信心。自信心的個體差異不同程度地影響著競賽、就業、成就等多方面個體的心理和行為。據調查,中國中小學生中有較強自信心的人數比例只有43%,抗挫能力強的僅占38%,意志力強者占20%[1-2]。普通高中生的年齡一般在15~18歲之間,且大多是獨生子女,這一時期他們的自我意識發生了質的變化,自覺性和獨立性達到了較高的水平,對人生的意義開始有了自己的理解,情感豐富強烈且容易沖動,個性傾向還不穩定,再加上高中生需要面對高考的壓力、社會就業的壓力及個人成長過程中的壓力,他們的心理問題及自信心狀況更是令人堪憂。
由于高中學生年齡的特殊性和學習階段的特殊性,對其進行自信心的培養就顯得尤為必要。高中生自信心的確立對積極主動地進行學習和鍛煉、確保學習任務的順利完成具有促進作用,同時對學生的健康心理和整體心理素質的提高也具有重要的意義。
1 對象與方法
1.1 對象 對贛南師范學院附中高二年級2個平行班學生進行自編問卷的自信心測試,問卷包括學習,家庭、交往現狀、長相容貌、自責敏感等因素。選擇高二(4)班共52名學生作為輔導對象,男生32名,女生20名;年齡為(16.51±1.42)歲。另選取高二(6)班的56名學生為對照組,男生33名,女生23名;年齡為(16.74±1.33)歲。經檢驗,2組學生的自信心水平差異無統計學意義。
1.2 方法 設計以自信心為主題的發展性班級心理輔導方案,按1+2+3+N的輔導模式:1―選定一個發展性主題;2―對活動要進行過程評估及結果評估;3―在活動中進行認知、情緒及行為3個層次的改變,集聚教師、同伴、個人3方面力量,通過糾正觀念、學會調控方法、改善挫折承受力3條路徑;N―輔導活動根據主題,可進行演講、閱讀、討論、辯論、唱歌、繪畫、自省、澄清、游戲、制作、調查訪問、媒體應用、角色扮演、心理訓練、創意思考、聯想活動、參觀訪問、分組競賽等不同活動方式。
采取實驗組與對照組的前后測實驗設計。
第1步:對自編的自信心問卷進行調查測試,包括對學習,家庭、交往現狀、長相容貌、自責敏感等因素的測查,從0~4分為5級記分,得分越高,說明自信心越低。經信度檢驗, 自編問卷的分半信度為0.80,問卷各因素的分半信度在0.68~0.76之間。根據學者Gay(1992)的觀點,任何測量或量表的信度系數如果在0.9以上,表明問卷的信度甚佳;>0.7也屬于高信度。以上結果說明該問卷在總體上有較好的穩定性與內部一致性。效度檢驗:問卷各因素與因素所屬題項之間的相關在0.34~0.59之間,問卷總分與各因素的相關在0.44~0.75之間。根據心理測量學家Tuker的理論,構建健全的項目所需要的項目與測驗的相關在0.30~0.80之間,項目間的組間相關在0.10~0.60之間。由此可看出,本量表有良好的結構效度。
第2步:在正式訓練前通過自信心問卷對學生的自信心進行測查,獲取實驗組和對照組的自信心水平,作為實驗的基線。
第3步:在2008年9-12月對實驗組進行一系列為期4個多月共9次自信心為主題的發展性班級輔導。主要內容包括以下幾個方面:一是讓學生進行心理剖析,認識自己,分析自己的優缺點、優劣勢,認識到目前自己的心理現狀。二是進行心理講座和自信心提高的方法介紹,幫助學生建立健康觀念,認識正確自我意識的重要性,以形成對生活學習事件的客觀評價和健康心態。三是重點放在班級輔導活動上,同時輔之以個別輔導及家庭作業,如“合作”的主題活動,包括“信任之旅”、“我們一起做……”、需要2人或小組配合的各種游戲等;“分享”的主題活動,包括分享自己的快樂、分享自己的缺點、說出自己的壓力、為別人解憂等活動;“自我解剖”的主題活動,包括分析自己的自卑、困惑的原因及后果,分析自己對事件的不良認知和思維方式;“社會實踐主題活動”中,到幼兒園鍛煉、進行體育比賽、野外生存鍛煉等活動方式,進行實地的自信心訓練,以全面增強合作、自主、責任心、耐挫力,從而使學生自信的提高能落實到實處,從根本上提高學生的自信。
通過發展性班級輔導的方式,從內部和外部環境入手,通過認知、情緒及行為3個層次的改變,通過教師、集體、個人3方面力量,通過糾正觀念、學會調控方法、改善挫折承受力3條路徑,以實現學生從理論認識到實踐,從思想認識到行動表現,構建起一個全方位的提高個人自信心的發展性班級輔導框架。
每次輔導活動的程序:教師先進行講解,讓被試了解活動的目的和意圖,以規范自己的行為;然后讓被試參與到準備好的游戲及活動中,以便獲得真實行為的體驗;最后對學生的活動表現進行總結,對學生的進步及時予以強化,對不良表現了解原因,提出期望,對學生布置課外作業,主要包括反省、感受及本次活動的課外拓展,以便進行復習鞏固和行為遷移。
第4步:所有的輔導活動實施完畢后,用前測的量表對實驗組和對照組學生進行后測。
第5步:對他們進行訪談交流,分析活動感言,了解其對自己輔導效果的評價及社會適應的改善狀況。
第6步:分析數據和言談資料,撰寫實驗報告。
2 結果與分析
2.1 自信心發展性班級心理輔導對實驗組學生的影響 由表1可見,輔導前實驗組和控制組在自信心總分及相貌、人際交往、自責敏感、學習、家庭的自信上差異無統計學意義,2組的自信心狀況相似;而在輔導了4個多月后,實驗組與控制組在自信心總分及各項因子分中差異均有統計學意義。說明輔導后實驗組的自信心水平得到了顯著提高,再加上實驗組輔導前后的自信心水平在多項因子上差異也有統計學意義,而控制組前后測中差異無統計學意義,提示自信心輔導對高中生的自信心水平提高效果明顯,該自信心的發展性班級心理輔導方案是可行的。
2.2 自信心影響因素的回歸分析 以自信心為因變量,把對相貌的自信、人際交往的自信、自責敏感、對家庭的自信、學習的自信作為自變量,進行逐步回歸分析,結果見表2。在臨界值≤0.05的水平上,只有對學習的自信1個因子進入回歸方程。說明對學習的擔心是影響高中生自信心的一個最直接和重要的因素。
3 討論
3.1 提高高中生自信心的必要性與可行性 從調查中發現,高中生學習壓力非常大。隨著高等教育的逐漸普及,大學畢業生就業困難成為現實,且普遍擔心的問題有2個:一是怕學不好而考不上好的大學,二是擔心考上大學后也不一定能找到好的工作。因此目前的學習目標產生了動搖,學習狀態不佳,經常處于矛盾中。此次自信心的發展性班級輔導的實驗研究顯示,參加輔導學生的自信心總體水平有顯著提高,實驗組與控制組的自信心水平也有明顯的差異。通過個別訪談,他們對自己的輔導效果也給予了積極的評價。表明對于自信心水平低下的高中生,通過發展性的班級心理輔導,其自信心水平是可以提高的。自信心的班級輔導對高中生自信心水平的提高有著明顯的效果。因此,高中生自信心的發展性輔導是必要的,在實踐中也是可行的。
3.2 高中生自信心團體輔導的注意事項 通過對本次實驗的總結和反思,筆者認為,自信心水平低下是目前學生不容忽視的現實,對他們進行團體輔導應該注意以下幾點:(1)在高中生的課程設置及課外活動中應該設置專門的加強心理素質、增進心理健康的有關課程,以便于他們能了解和掌握心理素質提高的基本方法。在言談中,學生們也多次表示,對自己自信心不足現象往往都有一定的認識,但苦于不知該如何去改變它。因此,應該通過專門的課程教育,為他們科學的思想和方法指導。(2)輔導的方式應以班級活動與自我反思相結合。人經常是在活動中表現出不自信的心理和行為的,因此自信水平的提高也要通過活動來實現[4]。另外,根據高中生的年齡及心理特征,由于他們已有較強的獨立思考能力和自我調控能力,可在活動中增加他們自我反思的機會,使自信心輔導活動從自上而下(從認識到行為)與自下而上(從行為到認識)的途徑并行,切實從思想到行動上、從感知到實踐中來提高自信心水平[5-7]。(3)每次活動應目標明確、及時強化,同時還要注意學生之間的差異性。在訓練過程中,安排各種活動是要讓他們掌握提高自信的方式方法,學會如何正確地看待問題、如何調控情緒、如何改變行動方式。因此,每一次活動應有科學的理念指導,目標明確,方法適當,要有一定的難度(即超越自己)。每次活動進行中或結束時要有恰當的指導和及時的評價。每位學生自信心不足的表現是不一樣的,有的主要表現在人際交往上,有的表現在對學習的不自信上,有的表現在對家庭環境的自卑上。因此,在活動中還要考慮到學生的個別差異,在發展性班級輔導中輔之以個別輔導,這樣才能使每一名自信心低下的學生都有共同進步的機會。
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