(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


Такой метод компенсации отрицательного объемного заряда электронов положительными ионами имеет место в приборах, называемых ионными (или газоразрядными). В газовой среде ионных приборов и развивается канал проводимости для тока.

Устройство двухэлектродного ионного прибора с накаленным катодом - газотрона - иллюстрирует схематический разрез, приведенный на рис. 1.7, а. Катод К и анод А заключены в герметически закрытый стеклянный баллон, заполняемый (после удаления из его объема, стенок и электродов воздуха и молекулярных газов) одним из инертных газов (гелий, неон, аргон, криптон, ксенон) при низком давлении (порядка единиц мн/см2) или парами ртути. Некоторые типы приборов заполняют также водородом. а) ф

При сообщении аноду положительного потенциала по отношению к катоду электроны, эмиттируемые катодом, ускоряются и пссле приобретения ими достаточной энергии ионизируют атомы газа. Процесс ионизации заключается, как уже говорилось, в освобождении электрона от связи с атомом. Атом, лишенный электрона, представляет собой положительный ион.

Для совершения акта ионизации электрон должен

обладать некоторой минимальной энергией, называемой потенциалом ионизации £/г. Численное значение Uiy зависящее от рода газа, лежит в пределах от 10 до 25 эв и более.

Когда энергия электрона, взаимодействующего с атомом газа, недостаточна для ионизации, то происходит либо упругое столкновение (по результату взаимодействия аналогичное ударам упругих шаров), либо переход одного или более валентных электронов на неустойчивые энергетические уровни, что соответствует процессу возбуждения атома.

В возбужденном состоянии атом пребывает очень короткое время (порядка 10 12- 10~13 сек). Исключение составляют некоторые промежуточные уровни возбуждения (называемые метаста-бильными), которые являются более стабильными. При восстановт лении нормального атома возбужденный атом возвращает полученную им от электрона энергию в виде светового кванта, величина которого характеризует цветность излучения.

Процессы возбуждения и ионизации продолжаются в междуэлектродном промежутке до тех пор, пока не достигается зарядная


Капля ртути

Рис. 1.7. Конструкция- маломощного газотрона (а) и его включение в цепь постоянного напряжения (б)



нейтральность в междуэлектродном промежутке, характеризуемая одинаковой концентрацией электронов и положительных ионов в любом элементе объема.

Зарядная нейтральность в стационарном разряде обеспечивается тем, что при отступлении от нее нескомпенсированный объемный заряд создает внутреннее электрическое поле, которое в зависимости от знака избыточного заряда ускоряет или замедляет электроны. Это усиливает или ослабляет интенсивность ионизации до тех пор, пока вновь не восстанавливается равенство (динамиче-, ское) концентраций зарядов обоих знаков.

При зарядной нейтральности напряженность поля в междуэлектродном промежутке минимальна.

При слабом поле, действующем в стационарном разряде, ускоряемые им электроны вскоре теряют заметную долю составляющей направленного движения вследствие непрерывных столкновений между собой и с атомами газа. Характер движения зарядов в стационарном разряде может быть охарактеризован как диффузионно-направленный, поскольку в нем можно различать хаотическую и направленную составляющие. Благодаря направленной составляющей движения значительная часть электронов, покидающих катод, достигает анода, и некоторая часть из созданных в плазме разряда -ионов достигает катода. Благодаря хаотической составляющей движения некоторая часть электронов и ионов уходит (в равных количествах) к стенкам прибора, где они рекомбинируют, образуя нейтральные атомы или молекулы газа.

Восполнение убыли ионов, уходящих к стенкам и частично катоду, достигается регулярной ионизацией, которая имеет место в стационарном разряде. Вместе с ионами к стенкам приборов в таком же количестве уходят и электроны, но убыль электронов непрерывно восполняется новым притоком их от катода, в то время как ионы должны быть созданы в междуэлектродном промежутке. Они и возникают в процессе ионизации атомов газа электронами, ускоряемыми в поле сравнительно небольшой напряженности, которая существует в промежутке анод - катод.

Содержащиеся в большой концентрации в разрядном промежутке заряды обоих знаков (порядка 1010-1012 зарядов/сж3) образуют так называемую электронно-ионную плазму. Плазма заполняет почти весь междуэлектродный промежуток, за исключением узких приэлектродных катодной и анодной областей, рассматриваемых далее.

Процесс прохождения электрического тока через газовый промежуток с образованием плазмы называется электрическим разрядом в газе. При наличии достаточно большой плотности тока на катоде и в междуэлектродном промежутке разряд называют дуговым.

В приборах с накаленным катодом, у которых существование дугового разряда поддерживается электронами, эмиттируемыми катодом за счет энергии внешнего источника, дуговой разряд назы-



вают несамостоятельным, поскольку с прекращением нагрева катода разряд исчезает или переходит в другую форму.

При рассмотрении физических процессов в дуговом разряде могут быть выделены три характерных участка: прикатодный dK, столб разряда / и прианодный dA (рис. 1.8, а). Для этих участков характерно распределение напряжения, иллюстрируемое кривой рис. 1-8, б.

Подъем потенциала AUK (называемый катодным падением напряжения) устанавливается на прикатодном участке dK в процессе формирования разряда. Электроны, вылетающие из катода, уско-

Рис. 1.8. Явления в газотроне (а), распределение потенциала в его междуэлектродном промежутке (б) и вольт-амперная характеристика (в)

ряются на этом участке электрическим полем и приобретают энергию, необходимую для ионизации атомов газа. В результате такой ионизации вблизи катода возникает ионное облако. Его положительный объемный заряд поддерживает электрическое поле, соответствующее установившемуся катодному падению напряжения AUK. Численное значение AUK близко к потенциалу ионизации газа Ut (порядка 10-15 в).

Пройдя участок катодного подъема потенциала, электроны, потерявшие значительную часть энергии на ионизацию, входят в столб разряда как относительно медленные электроны. В плазме разряда эти электроны получают, как указывалось, некоторую добавочную энергию от продольного поля в столбе, что необходимо для стационарной ионизации. Малой напряженности поля в столбе разряда (десятые доли вольта на см) соответствует малый наклон линейного участка в кривой распределения потенциала (рис. 1.8, б).




Сервисный центр производит списание и утилизацию оргтехники.
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.