bannerka.ua

Электрический ток в вакууме… — Часть 1

Электрический ток в вакууме Термоэлектронная эмиссия Диод Триод Электрический ток в полупроводниках Собственная и примесная проводимости полупроводников Pn-переход. Полупроводниковый диод, транзистор

(СР).

План

Катодные и анодные лучи. Термоэлектронная эмиссия.

Диод. Триод.

3. Электрический ток в полупроводниках

4. Собственная и примесная проводимость полупроводников.

5. Термо — и фоторезистора. Полупроводниковые диод и триод.

Катодные и анодные лучи. Газовый разряд в трубке с электродами, к которым приложено напряжение, прекращается, если давление уменьшить до 0,1 Па. Но начинает светиться участок трубки, расположенная напротив катода. Это свечение обусловлено катодными лучами, то есть потоком электронов, выбиваются из катода, когда его бомбардируют положительные ионы. Для того чтобы возникли катодные лучи в трубке должна быть небольшое количество газа. В случае сильного разрежения положительные ионы (и катодные лучи) не возникают. Очень разреженный газ — хороший изолятор. Под действием катодных лучей много твердых тел флуоресцируют, используемый в катодных осциллографах.

Если в катоде трубки сделать отверстия, часть положительных ионов, ускоренных электрическим полем, пролетит через отверстия и за катодом наблюдаться слабое свечение. Это так называемые анодные лучи. их используют для получения положительных ионов, в масс-спектрометрах, ускорителях.

Термоэлектронная эмиссия. Так называется явление испускания электронов телами, нагретыми до высокой температуры. Электрон вылетает из металла, если его энергия достаточна, чтобы выполнить определенную работу — работу выхода-против сил, препятствующих его вылета:

Электрический ток в вакууме... - Часть 1,

Где Электрический ток в вакууме... - Часть 1- поверхностная разность потенциалов (разность потенциалов между поверхностью металла и вакуумом). Электрон сможет вылететь, если его кинетическая энергия будет больше работу выхода или равна ей: Электрический ток в вакууме... - Часть 1,

Где Электрический ток в вакууме... - Часть 1 — масса электрона, Электрический ток в вакууме... - Часть 1- его скорость. Работа выхода различна для разных металлов и составляет несколько электрон-вольт. Так, например:

Вещество

ЕВ

Адж

Вещество

ЕВ

Адж

Вольфрам

4,5

0,72

Платина

5,3

0,85

Калий

2,2

0,355

Серебро

4,3

0,69

Литий

2,4

0,38

Цезий

1,8

0,29

Оксид бария

1,0

0,16

Цинк

4,2

0,67

При 20 ° С очень мало электронов имеет энергию, большую работу выхода. Энергия электронов увеличивается от: 1) нагревание (термоэлектронная эмиссия), 2) освещение (фотоэлектронная эмиссия), 3) бомбардировка поверхности тела потоком заряженных частиц — электронов, ионов (вторичная электронная эмиссия), 4) действия сильного (напряженностью несколько миллионов В / см ) электрического поля (автоэлектронная эмиссия).

Электронная эмиссия значительно повышается, если металл, например вольфрамовую спираль, покрывают пленкой бария, тория, цезия или их окислами, т. е. веществами, для которых работа выхода электронов очень мала.

Явление термоэлектронной эмиссии используется в таких электронных приборах, как диоды, триоды, электронно-лучевые трубки.

Диод. Простой электронной лампой является диод, состоящий из откачанного до высокого вакуума стеклянного или металлического баллона с двумя электродами (катодом и анодом), один из которых (катод) пидигривний. Катод часто изготавливают из вольфрамовой или молибденовой спирали (в лампах с прямым подогревом). Такой катод нужно разогревать до 2000-2500 К для того, чтобы происходила эмиссия электронов. В современных диодах часто используют косвенный подогрев катода, покрытого слоем оксида бария, стронция и кальция, с помощью небольшой спирали, расположенной внутри цилиндрического катода. В этом случае температура подогрева достигает лишь 1000 К. В электрической цепи с диодом ток проходит только тогда, когда катод разогретый до высокой Т2 температуры, а анод соединен с положительным полюсом источника тока. График зависимости силы тока от приложенного между анодом и катодом напряжения называется вольтамперной характеристики диода. При некотором значении напряжения, зависит от температуры катода, ток достигает максимального значения и далее не меняется, поскольку все электроны попадают на анод. Его называют током насыщения и ». Вольт-амперная характеристика лампы — нелинейная, и закон Ома в этом случае не выполняется. С повышением температуры катода вследствие увеличения количества электронов, вылетающих из катода, ток насыщения растет.

Диод пропускает ток только в одном направлении, когда анод соединен с положительным полюсом источника. Это свойство диода используют для выпрямления переменного тока.

Триод. Электронная лампа с тремя электродами (анод, катод и сетка, расположенная между ними) называется триодом. На сетку подают переменный потенциал, который управляет движением электронов от катода к аноду. При отрицательном потенциале на сетке все электроны возвращаются к катоду, ток через лампу не проходит — лампа закрыта. Если потенциал на сетке положительный, электроны достигнут анода, и через лампу идти ток. Триоды также имеют нелинейную вольтамперную характеристику (анодное и сетевое).

Основными параметрами лампы, определяющих ее свойства, является коэффициент усиления Электрический ток в вакууме... - Часть 1, крутизна Электрический ток в вакууме... - Часть 1 вольтамперной характеристики и внутреннее сопротивление Электрический ток в вакууме... - Часть 1

Коэффициентом усиления лампы Электрический ток в вакууме... - Часть 1 называют отношение изменения выходного напряжения Электрический ток в вакууме... - Часть 1К изменению входного Электрический ток в вакууме... - Часть 1 напряжения: Электрический ток в вакууме... - Часть 1.

Крутизна вольтамперной характеристики лампы определяет прирост анодного тока (мкА) при увеличении напряжения на сетке на 1В.

Триоды используются в различных радиосхемах, чаще всего для усиления слабых токов и напряжений и генерации незатухающих колебаний.

Свойства электронных пучков. Электронные пучки распространяются прямолинейно, отклоняются в электрическом и магнитном полях, имеют определенную энергию, вызывают люминесценцию (свечение некоторых веществ). Их используют для нагрева (плавления) металлов в вакууме, получения рентгеновских лучей (при торможении быстрых электронов металлическими поверхностями).

Электронно-лучевая трубка. Свойства электронных пучков: распространяться прямолинейно, отклоняться в электрическом или магнитном полях, вызвать свечение люминофоров используют в электронно-

Электрический ток в вакууме... - Часть 1

Лучевых трубках. Трубка имеет вид удлиненной колбы, на дно которой нанесен слой люминофора и в которой создан высокий вакуум В узкой части трубки расположена электронная пушка, состоящая из катода 1 и анода 2, между которыми создается сильное электрическое поле для ускорения электронов. Форму, расположение и потенциал анода подбирают так, чтобы сформировать электронный пучок определенной формы. Между анодом и экраном трубки 5 расположены две пары управляющих пластин 3 и 4, на которые подается напряжение, отклоняет электронный луч. Поскольку масса электронов мала, они практически безынерционных реагируют на изменение напряжения на управляющих пластинах. Поэтому электронно-лучевые трубки широко используются для изучения быстрых процессов. Они являются основной частью осциллографов — приборов, с помощью которых изучают электрические периодические процессы.

Электронно-лучевые трубки (кинескопы) — составная часть телевизоров. Управления электронным пучком в кинескопе осуществляют с помощью магнитного поля катушек, надетых на печку.

Электрический ток в полупроводниках

Материалы, сопротивление которых с повышением температуры уменьшается, а удельное сопротивление (Электрический ток в вакууме... - Часть 1- 10-9 Ом-м) больше удельное сопротивление металлов (Электрический ток в вакууме... - Часть 1-Электрический ток в вакууме... - Часть 1 Ом-м), но меньше, чем изоляторов (109 — 1016 Ом-м), называют полупроводниками. К ним относятся кремний, германий и другие химические элементы, а также оксиды, сульфиды, теллурида металлов. Широко используются германий и кремний.

Собственная проводимость полупроводников. Свободные электроны в полупроводниках возникают вследствие отрыва от атома. При этом образуется положительно заряженный ион, то есть атом, имеющий свободное место для электрона, крюк называемую дырку. Если соседний атом отдает свой электрон этом иона, возникает новая дырка, то есть дыра все время смещается. Поскольку дыре соответствует избыточный положительный заряд по сравнению с соседними неионизированную атомами, то движение дырки равнозначен движению положительного заряда. Во внешнем электрическом поле хаотическое движение электронов и дырок становится направленным. Полный ток обусловлен движением электронов против поля и дырок по полю, хотя на самом деле движутся только электроны.

Концентрация носителей зарядов с повышением температуры быстро растет, и удельная электропроводность полупроводника увеличивается. С понижением температуры концентрация носителей зарядов, вызывающих электрический ток, уменьшается, и тело практически становится изолятором.

В полупроводниках без примесей концентрация свободных электронов равна концентрации дырок и ток обусловлен собственной проводимостью. Она очень мала, поскольку концентрация свободных электронов в чистых полупроводниках низкая.

Примесная проводимость полупроводников. Примеси в полупроводниках предопределяют их дополнительную (примесную) проводимость. Подбирая определенный элемент, как примесь, а также ее концентрацию, изменяют количество носителей заряда того или иного знака. В некоторых случаях примеси приводят к значительному увеличению количества свободных электронов и ток обусловлен преимущественно движением только электронов. Примеси, отдают электроны, называют донорными, а полупроводники с электронной проводимостью — электронными полупроводниками, или полупроводниками Электрический ток в вакууме... - Часть 1Типа. Электронная проводимость возникает тогда, когда валентность элемента, прилагаемым больше валентность полупроводника. Движение дырок в таких полупроводниках почти отсутствует. К полупроводникам Электрический ток в вакууме... - Часть 1Типу относится, например, германий с примесью сурьмы или мышьяка. Если примеси имеют меньшую валентность, чем полу »проводник, их называют акцепторными, а полупроводники с таким типом проводимости — серной полупроводниками, или полупроводниками р-типа В полупроводниках р-типа электроны почти не участвуют в переносе зарядов. К полупроводникам р-типа следует германий с примесью индия. Существуют также полупроводники со смешанной проводимостью, носителями зарядов в которых электроны и дырки.

Зонная теория проводимости полупроводников. Зона проводимости в полупроводниках отделена от заполненной зоны сравнительно узкой (несколько десятых электрон-вольта) запрещенной зоной. В зоне проводимости электронов мало, поэтому электропроводность полупроводников при комнатной температуре незначительна. При нагревании некоторое количество электронов переходит из заполненной зоны в зону проводимости, увеличивается электропроводность. На освободившиеся места (дырки) переходят электроны с более низких уровней.

Термо — и фоторезистора. С повышением температуры на 10К электропроводность полупроводников увеличивается почти в 2 раза, а с повышением температуры на 100К — в десятки и сотни раз (терморезисторы). Электропроводность некоторых полупроводников увеличивается также при освещении (фоторезистора). Это возможно тогда, когда энергия фотона, поглощаемого больше энергию, необходимую для перевода электрона в зону проводимости. Концентрация таких электронов в результате этого значительно возрастает.

Термо — и фоторезистора, действие которых основано на явлении зависимости сопротивления полупроводников от температуры или освещения, широко применяются в различных областях техники. С помощью терморезисторов измеряют температуру и стабилизируют напряжение, если не очень большие ее колебания или малые токи. Фоторезисторы (стеклянные пластинки, на которые нанесен тонкий слой полупроводника, а на поверхности укреплены электроды) используют для сигнализации, в телевидении, автоматических устройствах и т. д..

Электрический ток в вакууме... - Часть 1Электрический ток в вакууме... - Часть 1Переход. Полупроводниковые диод и триод. Специальными методами можно ввести в полупроводник различные примеси, чтобы какая-то часть его должна электронную (Электрический ток в вакууме... - Часть 1Проводимость), а другая — дырочную (Электрический ток в вакууме... - Часть 1Проводимость) (Рис.1). На контакте между частями полупроводника с различной проводимостью создается так называемый р-п-переход. Если включить полупроводник с Электрический ток в вакууме... - Часть 1Электрический ток в вакууме... - Часть 1Переходом в электрическую цепь так, чтобы потенциал части с Электрический ток в вакууме... - Часть 1 проводимостью был положительным, а части из Электрический ток в вакууме... - Часть 1Проводимостью — отрицательным, то через полупроводник проходить ток. Электроны из части полупроводника Электрический ток в вакууме... - Часть 1Типа движутся в часть р-типа, а дырки — в обратном направлении; сопротивление полупроводника в этом случае мал, а проводимость велика. Такой переход называют прямым.

Если знаки потенциалов на концах полупроводника поменять на обратные, ток в цепи будет очень малым. Это связано с тем, что в части полупроводника Электрический ток в вакууме... - Часть 1Типа концентрация электронов, а в части полупроводника Электрический ток в вакууме... - Часть 1Типа концентрация дырок очень мала, и ток обусловлен неосновными носителями; в этом направлении сопротивление полупроводника большой, а проводимость мала. Такой переход называют обратным.Электрический ток в вакууме... - Часть 1

Рис.1

Рис.1 р — n-переход и вольт-амперная характеристика полупроводникового диода.

Свойства Электрический ток в вакууме... - Часть 1Электрический ток в вакууме... - Часть 1Перехода (малое сопротивление в прямом направлении и большой в обратном) используют для выпрямления переменного тока. Полупроводниковые диоды имеют некоторые преимущества над двухэлектродной лампы: они миниатюрные, экономичные (поскольку не нуждаются в энергии для эмиссии электронов), надежны и могут работать длительное время. Но они имеют недостатки: надежно работают только в узком интервале температур (-70 -120 ° С). Диоды изготовляют из германия, кремния, селена.

Транзистором называется електроперетворювальний полупроводниковый прибор, имеющий один или несколько р-n-переходов, три или более выводов и способен усиливать мощность электрического сигнала.

Широко распространены транзисторы с двумя р-n-переходами, называемые биполярных. Термин биполярный связан с наличием у этих транзисторов носителей заряда двух различных типов: электронов и дырок. Для изготовления транзисторов используют германий и чаще кремний. Два р-n — переходы создают с помощью пришаровои структуры с чередованием областей, имеющих электронную и дырочную электропроводности.

В соответствии с дежурства областей с различными типами электропроводности транзисторы делятся на два класса npn и pnp типа, как показано на рис.2

N

N

P

N

P

P

Npn pnp Электрический ток в вакууме... - Часть 1 Электрический ток в вакууме... - Часть 1

Рис.2 Условное обозначение транзисторов npn и pnp типов

Электрический ток в вакууме... - Часть 1

Е

Е

К

K

  • Конструкции шкивов ременных передач детали машин
  • Качество продукции, показатели качества и методы их оценки.
  • Методы определения сухих веществ
  • Технологический процесс убоя свиней
  • Что такое сухие вещества
  • Составление схем органолептической оценки

Реферати :

Вам будет интересно почитать:

Tagged with: , , , , , , ,
Posted in Физика
No Comments » for Электрический ток в вакууме… — Часть 1
5 Pings/Trackbacks for "Электрический ток в вакууме… — Часть 1"
  1. […] достоинства и недостатки электрического тока в вакуум… […]

  2. […] процесс получения электрич тока в вакууме […]

  3. […] электрический ток в вакууме диод триод […]

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Перечень предметов
  1. Бухучет в ресторанном хозяйстве
  2. Введение в специальность 4к.2с
  3. Высшая математика 3к.1с
  4. Делопроизводство
  5. Информационные технологии в области
  6. Информационные технологии в системах качества стандартизаціісертифікаціі
  7. История украинской культуры
  8. Математические модели в расчетах на эвм
  9. Методы контроля пищевых производств
  10. Микробиология молока и молочных продуктов 3к.1с
  11. Микропроцессорные системы управления технологическими процессами
  12. Научно-практические основы технологии молока и молочных продуктов
  13. Научно-практические основы технологии мяса и мясных продуктов
  14. Общая технология пищевых производств 4к.2с
  15. Общие технологии пищевых производств
  16. Организация обслуживания в предприятиях ресторанного хозяйства
  17. Основы научных исследований и техничнои творчества
  18. Основы охраны труда
  19. Основы пидприемницькои деятельности и агробизнеса
  20. Основы физиологии и гигиены питания 3к.1с
  21. Пищевые и диетические добавки
  22. Политология
  23. Получения доброкачественного молока 3к.1с
  24. Прикладная механика
  25. Прикладная механика 4к.2с
  26. Теоретические основы технологии пищевых производств
  27. Технологический семинар
  28. Технологическое оборудование для молочной промышленности
  29. Технологическое оборудование для мьяснои промышленности
  30. Технология продукции предприятий ресторанного хозяйства
  31. Технология хранения консервирования и переработки молока
  32. Технология хранения, консервирования и переработки мяса
  33. Технохимическому контроль
  34. Управление качеством продукции ресторанного хозяйства
  35. Физика
  36. Физическое воспитание 3к.1с
Возможно Вы искали: