Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Електричний струм у вакуумі



Вакуум – це стан розрідженого газу, молекули якого ударяються одна об одну рідше, ніж із стінками посудини, в якій вони знаходяться. Носіями електричного струму у вакуумі будуть електрони, які вилітають з поверхні електрода внаслідок термоелектронної емісії.

Термоелектронна емісіяявище випромінювання електронів металами під час їх нагрівання до високої температури. Електрони вилітають з металу, якщо його енергія достатня, щоб виконати певну роботу – роботу виходу – проти сил, що перешкоджають його вильоту: А=е Δj

Δj – поверхнева різниця потенціалів.

Електрон зможе вилетіти, якщо його кінетична енергія буде більша за роботу виходу:

m – маса електрона, V – його швидкість.

Явище термоелектричної емісії використовують у таких електронних приладах, як діоди, тріоди, титроди, пентоди, електронно – променеві трубки.

Діод.Електронна лампа, яка складається з відкачаного до високого вакууму скляного або металевого балона, в якому є два електроди (катод і анод) (Рис.). Катод (підігрітий електрод) виготовляють з тугоплавкого металу. Катод підігрівають до 2000 – 2500 К.

Залежність анодного струму від анодної напруги називають вольт – амперною характеристикою (ВАХ) (см. Рис.).

Рис.

При деякому значенні напруги, що залежить від температури катода, струм досягає максимального значення і далі не змінюється, всі електрони досягають анода. Це значення сили струму називають струмом насичення Ін. Щоб збільшити струм, потрібно збільшити температуру Т катода. Діод пропускає струм тільки в одному напрямі, коли анод з’єднано з позитивним полюсом джерела. Цю властивість діода використовують для випрямлення змінного струму.

Тріод.Щоб керувати силою струму в електронній лампі, в неї вводять третій додатковий електрод, який називають сіткою (Рис. ). На сітку подають змінний потенціал, який керує рухом електронів від катода до анода.

Сітку виготовляють у вигляді дротяних спіралей і розміщують між катодом і анодом. В тріоді сітку розміщують поблизу катода так, щоб найменші зміни потенціалу сітки впливали на зміну анодного струму. Якщо потенціал сітки відносно катода дорівнює нулю, то тріод працює як діод. Якщо потенціал сітки позитивний, то густина електронної хмари менша, отже струм більший. Якщо потенціал сітки негативний, то густина електронної хмари біля катода збільшується, а струм зменшується. Негативну сіткову напругу, при якій анодний струм дорівнює нулю, називають напругою запирання. Змінюючи сіткову напругу, можна регулювати значення анодного струму в колі, тому сітку називають керуючою. Тріод використовують для підсилення слабких струмів і напруг та генерації незатухаючих коливань.

Електричний струм у напівпровідниках. Власна та домішкова провідності напівпровідників. Залежність провідності напівпровідників від температури і освітленості. Електронно-дірковий перехід. Напівпровідниковий діод. Напівпровідникові прилади та їх застосування.

Напівпровідники – це речовини, в яких електропровідність займає проміжне місце між провідниками і діелектриками. До напівпровідників належать кремній, селен, хімічні з’єднання елементів ІІІ групи з елементами V групи. Питомий опір напівпровідників знаходиться в межах від 104 до 10-5 Ом ·м. В результаті відриву електронів від атома виникають вільні електрони. Вакантне місце (позитивно заряджений іон) для електрона утворює так звану дірку. Дірці відповідає надлишковий позитивний заряд порівняно з сусідніми неіонізованими атомами, тому рух дірки рівнозначний рухові позитивного заряду. Якщо внести провідник в зовнішнє електричне поле, то хаотичний рух дірок і електронів переходить в напрямлений. Струм в таких провідниках зумовлений як рухом електронів і дірок (власна провідність). Концентрація дірок і електронів однакова. Власна провідність напівпровідників мала. Незначна кількість домішок у провідниках значно підвищує провідність їх. Домішки зумовлюють додаткову (домішкову) провідність. Домішкова провідність буває донорною і акцепторною. Домішки, які віддають електрони називаються донорами, а напівпровідники з електронною провідністю – електронними напівпровідниками (n – типу). Електронну провідність отримують, коли валентність елемента, що додається, більша за валентність основного напівпровідника. Наприклад, до германію (IV- валентний) додати миш’як (V - валентний). У таких напівпровідниках рух дірок майже відсутній. Якщо домішки мають валентність меншу, ніж основний напівпровідник, їх називають акцепторами, а напівпровідник – дірковим напівпровідником (р – типу). В перекладі n – тип (негативний), р – тип (позитивний). При контакті двох напівпровідників n – типу і р – типу на їх межі внаслідок дифузії і рекомбінації електронів і дірок виникає тонкий шар, збіднений носіями струму, який має підвищений опір (р – n – перехід). Якщо ввімкнути напівпровідник з р – n – переходом в електричне коло так, щоб потенціал частини з р – провідністю був позитивним, а частини з n – провідністю – негативним, то через нього буде проходити струм. Такий перехід називають прямим. Якщо знаки потенціалів на кінцях напівпровідника поміняти, то зворотній струм буде досить малим, а опір провідника досить великий. Такий перехід називають зворотнім.

Властивості р – n – переходу ( малий опір у прямому напрямі і великий у зворотному) використовують для випрямлення змінного струму (напівпровідникові діоди).

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.