(495)510-98-15
Меню
Главная »  Классификация электронных систем 

1 2 3 4 5 [ 6 ] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184

пропускать ток только в одном направлении и определяются вентильные свойства электронного диода.

Если вентиль включить в цепь переменного, напряжения, то ток через вентиль проходит только в течение положительного полупериода. В течение отрицательного полупериода тока в цепи практически нет.

Электронные вентили, применяемые в схемах выпрямления тока, называют обычно кенотронами. Их изготовляют с одним или двумя анодами (двуханодный кенотрон, рис. 1.2, б).

Значение тока, проходящего через вентиль в проводящую часть периода, зависит от того количества электронов, которое вытягивает положительное поле анода в одну секунду из общего их числа, эмиттируемого накаленным катодом в секунду.

Интенсивность поля анода зависит от приложенного напряжения между анодом и катодом и расстояния между ними.

Количество электронов, эмиттируемых катодом в секунду и определяющих собой ток эмиссии /э, зависит от физических свойств материала катода, температуры Т его нагрева и величины рабочей поверхности SK катода. Эмиссионный ток может быть вычислен по формуле, выведенной Ричардсоном и Дешманом [1],

ПбООф

I3 = SKAT2e т , (1.5)

где /э - ток эмиссии, а;

А - физическая постоянная, численное значение которой зависит от материала катода; Т - температура катода, °К;

Ф - работа выхода (эв), определяющая собой ту добавочную энергию, которую надо сообщить электронам, чтобы обеспечить их выход из катода.

Выходу электронов из катода препятствуют электрические силы связи, существующие между зарядами на поверхности и кристаллической решеткой катода.

Наиболее часто в электронных диодах (кенотронах) применяются оксидные катоды. Такие катоды представляют собой нанесенный на никель тонкий слой смеси из окислов щелочноземельных металлов (бария, стронция и кальция). У таких катодов значение постоянной А лежит в пределах (2,0-3,0) Ю-3 а/см2 -град2, а Ф = 0,81 - 1,4 эв.

В некоторых типах кенотронов применяются также катоды из чистого вольфрама, у которых значение постоянной А лежит в пределах 60-212 а/см2 -град2, а ф = 4,52 эв.

В тех случаях, когда энергия относится к заряду электрона, в качестве единицы измерения пользуются вольтом. Поэтому и работу выхода ф нередко измеряют непосредственно в вольтах.

Более низкие значения ф у оксидных катодов по сравнению с вольфрамовыми обеспечивают значительно более высокие их



эмиссионные свойства, несмотря на меньшие значения постоянной А. Поэтому требующуюся плотность эмиссионного тока у оксидных катодов можно получать при более низких рабочих температу-*рах (1000-1100° К), нежели у вольфрамовых катодов, которые требуется нагревать до 2300-2500° К.

Меньшие температуры нагрева катода обеспечивают более высокую его экономичность (определяемую по мощности, затрачиваемой на нагрев катода, для получения тока эмиссии в 1 с) в связи с меньшим количеством бесполезно рассеиваемого тепла.

Конструктивно катоды выполняются либо в виде нитей определенной конфигурации (рис. 1.3, а), непосредственно накаливаемых током (катоды прямого накала), либо в виде покрытого оксидным

1.3, б), внутри которого размещен б)


Катод

200 НшреВатепь

При

год

0,2 06 Oft ОМ WI ,a

Рис. 1.3. Конструкция катодов прямого (а) и косвенного (б) накала, эмиссионная характеристика катода (в)

слоем никелевого цилиндра (рис изолированный нагреватель (катоды косвенного накала).

Зависимость эмиссио^ лого тока /э от температуры катода характеризуется круто нарастающей кривой (рис. 1.3, в), называемой эмиссионной характеристикой катода. На оси абсцисс на рис. 1.3, в нанесены значения тока накала (иногда и напряжение накала), которые связаны с

температурой катода Тк. Замена Тк напряжением или током накала облегчает контроль эмиссионного режима катода в период эксплуатации ламп.

Электроны, выходящие из катода, заполняют междуэлектродный вакуумный промежуток и создают в нем отрицательный объемный заряд. Под действием поля этого заряда последующие электроны, эмиттируемые катодом, затормаживаются и возвращаются к катоду. В этом режиме, пока аноду не сообщен положительный потенциал по отношению к катоду, число электронов, эмиттируемых катодом в одну секунду, и число возвращающихся к нему одинаково. Каждому значению эмиссионного тока (температуре катода) отвечает при этом вполне определенное распределение объемного заряда, концентрация которого постепенно убывает в направлении к аноду.

После приложения к аноду положительного потенциала (по отношению к катоду) в междуэлектродном промежутке появляется положительное поле анода, которое накладывается на отрицательное поле, созданное объемным зарядом электронов.

Изменение потенциала вдоль разрядного промежутка, характеризующее распределение результирующего поля в междуэлектрод-



ном промежутке, зависит от абсолютного значения приложенного к аноду потенциала £/а. Семейство кривых, снятых при разных значениях (/ , приведено на рис. 1.4, а. Пока £/а относительно невелико, кривые имеют отрицательные участки с потенциальным минимумом. Эти участки отражают превышение вблизи катода отрицательного поля, созданного объемным отрицательным зарядом (электронным облаком).

От поверхности катода до точки потенциального минимума электроны, эмиттируемые катодом, проходят путь в тормозящем поле. Наиболее быстрые из них преодолевают действие тормозящего поля и, пройдя минимум потенциала, попадают в ускоряющее поле и достигают анода. Электроны с меньшей энергией возвращаются к катоду, не достигнув потенциального минимума.

Каждому значению Ua отвечает при этом вполне определенное распределение долей электронного потока, участвующего в анодном токе, и возвратной доли потока к катоду.

Только при достаточно большом значении Ua отрицательный участок кривой потенциалов вместе с потенциальным минимумом полностью исчезает. В этом режиме все эмиттируемые катодом электроны уходят к аноду. Это соответствует так называемому режиму насыщения, в котором /а = /э. В приборах с вольфрамовым катодом режим насыщения более явно выражен, в то время как в приборах с оксидным катодом эмиссионный ток несколько возрастает и в режиме насыщения. Это обусловлено дополнительным выходом электронов из катода под действием появляющейся у катода положительной напряженности поля.

В кривой распределения потенциалов вдоль разрядного промежутка появляется отрицательный участок с потенциальным минимумом, если анодный потенциал Ua остается величиной неизменной, а возрастает ток эмиссии катода. Чем больше этот ток (больше напряжение накала катода), тем глубже потенциальный минимум.


Рис. 1.4. Кривые распределения потенциала в пространстве между электродами при различных анодных напряжениях (а) и вольт-амперные характеристики кенотрона при разных значениях напряжения накала (б)



1 2 3 4 5 [ 6 ] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.