🗊Презентация Электровакуумные приборы

Электровакуумные приборы - Диод, триод, тетрод, пентод, гексод, гептод, октод, клистрон, лбв - лампа обратной волны, магнетрон, кинескоп, иконоскоп, осциллографическая трубка, видикон, плюмбикон, кадмикон, сатикон, ньювикон, халникон, кремникон …. - фотоэлемент, фотоэлектронный умножитель,

Электровакуумные приборы Основной процесс - взаимодействие движущихся электронов с электрическим полем Электрон Заряд Кл Масса г Скорость движения - 0,1*С

Электровакуумные приборы

ВАКУУМ состояние газа при давлении меньше атмосферного

Электронная эмиссия явление испускания электронов поверхностью твердого тела Внутри тела электроны занимают низкие энергетические уровни Для эмиссии электронов им сообщается дополнительная энергия Работа выхода различна для разных металлов (у металлов, имеющих большие по сравнению с другими межатомные расстояния, работа выхода меньше) Щелочные, щелочно-земельные (цезий, барий, кальций)

Электровакуумные приборы Термоэлектронная эмиссия. Автоэлектронная (или «холодная») эмиссия – это эмиссия под воздействием сильных электрических полей. Фотоэлектронная эмиссия. Вторичная эмиссия

Явлением термоэлектронной эмиссии называется испускание электронов нагретыми телами (эмиттерами) в вакуум или другую среду. Явлением термоэлектронной эмиссии называется испускание электронов нагретыми телами (эмиттерами) в вакуум или другую среду. Если вылетевшие электроны не отводятся ускоряющим полем от эмитирующей поверхности, то около нее образуется скопление электронов "электронное облачко". ЭО находится в динамическом равновесии. Под действием внешнего ускоряющего электрического поля понижается потенциальный энергетический барьер, вследствие чего уменьшается работа выхода электронов Эффект Шоттки – это уменьшение работы выхода электронов из твердых тел под действием внешнего ускоряюшего электрического поля.

Термоэлектронная эмиссия. вблизи катода имеется небольшое обратное электрическое поле При увеличении анодного напряжения минимум потенциала уменьшается и приближается к катоду (кривые 1 и 2 на рис). При достаточно большом напряжении на аноде минимум потенциала сливается с катодом, напряженность поля у катода становится равной нулю

Автоэлектронная эмиссия Электрическое поле напряженностью более В/см АЭ значительно усиливается при шероховатой поверхности (концентрация поля у микроскопических выступов поверхности) Нанокатоды

Вторичная электронная эмиссия Обусловлена ударами электронов о поверхность тела Ударившие электроны - первичные проникают в поверхностный слой тела и отдают энергия электронам вещества Вторичные электроны - вылетевшие из вещества имеют более высокую энергия чем при термоэлектронной эмиссии

Движение электронов в ускоряющем электрическом поле. однородное электрическое поле с напряжённостью Е=U/d. F = E – для единичного положительного заряда. F = - e ∙ E – для электрона. электрон будет двигаться равноускоренно и приобретёт максимальную скорость в конце пути.

Движение электрона в поперечном электрическом поле. За счёт действия силы F возникает вертикальная составляющая скорости электрона, которая будет всё время увеличиваться. Начальная скорость остаётся постоянной, в результате чего траектория движения электрона будет представлять собой параболу. При вылете электрона за пределы действия поля он будет двигаться по прямой.

Вакуумный диод имеет два основных электрода – катод и анод. Катод – это электрод, с которого происходит термоэлектронная эмиссия. Анод – это электрод, находящийся обычно под положительным потенциалом, к которому стремятся электроны, вылетевшие из катода.

Принцип действия диода При подаче на анод положительного напряжения между катодом и анодом создаётся ускоряющее электрическое поле для электронов, вылетающих из катода. Они прилетают к аноду, и через диод протекает прямой ток анода Ia. При подаче на анод отрицательного напряжения относительно катода для электронов, вылетающих из катода, образуется тормозящее электрическое поле, они будут прижиматься к катоду и ток анода будет равен нулю. Отличие электровакуумных диодов от полупроводниковых заключается в том, что обратный ток в них полностью отсутствует.

ВАХ электровакуумного диода. 1 Нелинейный участок. Ток медленно возрастает, что объясняется противодействием полю анода объёмного отрицательного электрического заряда, который образуется электронами, вылетающими из катода за счёт эмиссии. 2 Линейный участок. При достаточно сильном электрическом поле анода объёмный электрический заряд уменьшается и не оказывает значительного влияния на поле анода. 3 Участок насыщения. Рост тока при увеличении напряжения замедляется, а затем полностью прекращается т. к. все электроны, вылетающие из катода, достигают анода.

Зависимость ВАХ от напряжения накала ВАХ анода прямо пропорционально зависит от напряжения накала

Основные параметры диода. Крутизна ВАХ. Внутреннее сопротивление Максимально допустимое обратное напряжение Максимально допустимая рассеиваемая мощность

Триод Триодом называется электровакуумный прибор, у которого помимо анода и катода имеется третий электрод, который называется сеткой. Сетка в триоде имеет вид спирали и располагается между анодом и катодом, ближе к катоду.

Влияние сетки на работу триода. Uc = 0; Ia1 > 0. При напряжении на сетке, равном нулю, сетка не оказывает воздействия на поле анода, и в цепи анода будет протекать ток.

При положительных напряжениях на сетке между нею и катодом возникает поле сетки, линии напряжённости которого направлены так же, как и у анода. Результирующее действие поля на электроны усиливается, и ток анода возрастает. Положительно заряженная сетка перехватывает часть электронов, за счёт чего возникает ток сетки Ic.

При подаче отрицательного напряжения на сетку поле сетки будет противодействовать полю анода, за счёт чего анодный ток уменьшается.

Анодно - сеточная характеристика Ia = f (Uc) при Ua = Const.

Анодная характеристика. зависимость тока анода от напряжения анода при постоянном напряжении на сетке.

Так как электроды триода выполняются из металла, а между ними – вакуум, то в триоде образуются три межэлектродные ёмкости. Входной сигнал на триод подаётся между сеткой и катодом, а выходной сигнал снимается между анодом и катодом. Поэтому ёмкость сетка-катод называется входной ёмкостью, ёмкость сетка-анод называется проходной ёмкостью, так как напрямую связывает вход с выходом, ёмкость анод-катод называется выходной ёмкостью. Эти ёмкости влияют на частотные свойства триода. Наиболее сильное влияние оказывает проходная ёмкость.

Усилитель на триоде

Усилитель на триоде