Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Фізичні процеси. Розглянемо діод із плоскими електродами





Розглянемо діод із плоскими електродами. Анодна напруга створює між анодом і катодом електричне поле. Якщо немає електронної емісії катода, то поле буде однорідним. Коли катод випромінює велику кількість електронів, то вони в просторі анод-катод створюють від’ємний об'ємний (просторовий) заряд, що перешкоджає руху електронів до анода. Найбільш щільний об'ємний заряд ("електронна хмаринка") поблизу катода (рис.11.1). За рахунок об'ємного заряду електричне поле стає неоднорідним.

Можливі два основних режими роботи діода. Якщо поле на всьому проміжку від катода до анода прискорююче, то будь-який електрон, що вилетів з катода, прискорено рухається на анод. Жоден електрон не повертається на катод, і анодний струм буде найбільшим, рівний струму емісії. Це режим насичення. Йому відповідає анодний струм насичення

(11.1)

 

 

 

       
   
Рис.11.2. Потенціальні діаграми діода при сталій анодній напрузі і різних напругах розжарення  
 
Рис.11.1. Об'ємний електронний заряд у діоді  
 

 

 


Другий - режим об'ємного заряду (точніше, режим обмеження анодного струму об'ємним зарядом), коли поблизу катода поле є гальмуючим. Тоді електрони, що мають малу початкову швидкість, не можуть перебороти гальмуюче поле і повертаються на катод. Електрони з більшою початковою швидкістю не втрачають цілком свою енергію в гальмуючому полі і летять до анода.

У цьому режимі анодний струм менший за струм емісії

 

(11.2)

 

Наочне представлення про процеси в діоді дають потенціальні діаграми, які демонструють розподіл потенціалу в просторі анод - катод (рис.11.2). По горизонтальній осі відкладають відстань від катода, а по вертикальної - потенціал, причому додатний потенціал прийнято відкладати вниз. Потенціал катода приймається за нульовий.

Коли катод не нагрітий, те об'ємний заряд відсутній і поле однорідне. Потенціал зростає пропорційно віддалі від даної точки до катода (пряма 1). Якщо ж катод нагрітий, то існує об'ємний від’ємний заряд, і тоді потенціали всіх точок понизяться, за винятком потенціалів катода й анода тому, що анодна напруга задається зовнішнім джерелом живлення. Лінія розподілу потенціалу прогнеться вгору (крива 2). Коли об'ємний заряд невеликий, то у всіх точках потенціал залишається додатним (крива 2 знаходиться нижче горизонтальної осі) і поле буде прискорюючим, що відповідає режиму насичення.

При збільшенні розжарення катода об'ємний заряд також росте і потенціал у різних точках знижується ще більше. Крива розподілу потенціалу прогинається сильніше, і від’ємний потенціал поблизу катода може перевищити за абсолютним значенням додатний потенціал, що прискорює поле анода. Результуючий потенціал стає від’ємний, що наочно відображає крива 3, і поблизу катода розташований вище горизонтальної осі.

На деякій відстані х 0 від катода потенціал стає мінімальним (φ mіn) і звичайно складає десяті частки вольта. На цій ділянці електричне поле є гальмуючим. Біля катода утвориться потенціальний бар'єр. На анод надходять тільки ті електрони, в яких початкова швидкість достатня для подолання потенціального бар'єра. Електрони з меншою початковою швидкістю втрачають енергію, не дійшовши до "вершини" потенціального бар'єра. Вони повертаються на катод. Крива 3 відповідає режиму об'ємного заряду. Наступне збільшення розжарення характеризує крива 4 - потенціальний бар'єр став вищий і "відсунувся" від катода.

Усе це ілюструє наступна механічна аналогія. Нехай криві на рис.9.2 зображують рельєф місцевості, а з точки О викочуються з різними швидкостями кульки (електрони, що вилітають з катода). Якщо від точки О починається ухил (рельєф 1 і 2), усі кульки скочуються вниз. Але якщо рельєф відповідає кривій 3, то спочатку є гірка і через неї перекотяться тільки кульки з достатньо великою початковою швидкістю. А кульки з меншими початковими швидкостями скотяться назад. Саме для зручного переходу до механічної аналогії був обраний додатний напрямок потенціалу униз по осі ординат.

На рис.11.3 наведені потенціальні діаграми при різних значеннях анодної напруги і сталій напрузі розжарення.

 

Рис.11.3. Потенціальні діаграми діода при сталій напрузі розжарення і різних значеннях анодної напруги

 

При деякому значенні Ua настає режим насичення (крива 1) при меншій напрузі - режим об'ємного заряду (крива 2). Крива 3 для ще більш низької напруги показує, що потенціальний бар'єр став вищим. Крива 4 відповідає напрузі Ua = 0. Для одержання Ua = 0 треба замкнути анод з катодом. У цьому випадку в просторі анод-катод електрони створюють об'ємний заряд і підвищується потенціальний бар'єр. Електрони, які мають великі початкові швидкості, переборюють цей бар'єр і долітають до анода. Таким чином, при Ua = 0 виникає невеликий анодний струм, який називають початковим (I o).

Крива 5 відповідає розриву ланцюга анода. У перший момент після розмикання анод має нульовий потенціал, що відповідає кривій 4. Тоді на анод надходять електрони і він набуває від’ємний потенціал. Правий кінець діаграми зсувається вгору (крива 5), потенціальний бар'єр підвищується, і на анод надходить усе менше електронів. Коли бар'єр настільки збільшиться, що жоден електрон не зможе його перебороти, зростання від’ємного потенціалу анода припиниться.

Таким чином, зміна анодного струму при зміні анодної напруги в режимі об'ємного заряду відбувається за рахунок зміни висоти потенціального бар'єра біля катода. Якщо анодна напруга збільшується, то бар'єр стає нижчим, його переборює більше електронів і анодний струм збільшується.

При зменшенні анодної напруги потенціальний бар'єр підвищується, тому менша кількість електронів може його перебороти, отже більше електронів повертається на катод, тобто анодний струм зменшується.

 

Date: 2015-08-06; view: 298; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.006 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию