рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Образование
/
Газорозрядні прилади та фотоелементи іонізація газу й електричний розряд

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Газорозрядні прилади та фотоелементи іонізація газу й електричний розряд

Газорозрядні прилади та фотоелементи іонізація газу й електричний розряд - раздел Образование, Електропровідність напівпровідників На Відміну Від Електронних (Вакуумних) Ламп В Іонних, Або Газ...

На відміну від електронних (вакуумних) ламп в іонних, або газорозрядних приладах струм створюється не тільки спрямованим переміщенням вільних електронів, але й унаслідок переміщення заряджених часток газу чи ртутної пари — іонів. У звичайних умовах газ містить надзвичайно малу кількість вільних електронів та іонів (носіїв зарядів) і абсолютна більшість атомів і молекул газу електричне нейтральні (не заряджені). Тому в звичайних умовах газ є гарним діелектриком. Провідність газу може бути обумовлена його іонізацією сильним електричним полем, високою температурою, радіоактивними та космічними променями. Газ стає провідником, коли вміщує значну кількість носіїв заряду — вільних електронів та іонів. Процес утворення носіїв заряду називається іонізацією газу.

Іонні прилади наповнені розрідженим газом або ртутною парою. Електрони під час свого руху стикаються з атомами газу чи ртутною парою і віддають частину своєї енергії атомам газу. За досить великої швидкості руху електронна енергія, одержана атомом газу, виявляється достатньою для його збудження або іонізації. У виудженому атомі один з його електронів під дією одержаної під час співударяння енергії переходить на вищий енергетичний рівень (на віддаленішу від ядра орбіту) і через нестійкість цього положення дуже швидко повертається на свій попередній рівень, виділяючи надлишок енергії у вигляді світлового випромінювання, тобто газ починає світитися.

Якщо енергія, одержана атомами внаслідок співударяння, достатня для їхнього розщеплення на електрони та іони, то відбувається іонізація газу. Швидкість руху електронів та їхня кінетична енергія залежать від напруги, тобто збудження та іонізація атомів газу відбуваються за певних значень потенціалу збудження U_З та потенціалу іонізації U₁ причому U_і>U_з. Наприклад, для ртутної пари Uз = 5 В, U₁ = = 10 В.

Процес утворення носіїв зарядів внаслідок співударяння вільних електронів з атомами газу називається іонізацією співударянням або ударною іонізацією. Внаслідок співударяння вільні електрони можуть вибити електрони з нейтральних молекул (атомів) або приєднатися до них. У першому випадку утворюються іони, заряджені позитивно, у другому — заряджені негативно. Під дією електричного поля, утвореного напругою, прикладеною до електродів приладу, носії зарядів переміщуються в напрямку електричного поля (від позитивного електрода до негативного — позитивні іони і в протилежному напрямку — електрони та негативно заряджені іони). Зі збільшенням прикладеної напруги швидкість руху носіїв зарядів зростає.

Під час безперервної іонізації газу зі сталою інтенсивністю, крім розщеплення атомів газу на електрони та іони, відбувається зворотний процес їх часткового з'єднання (рекомбінація), тобто перетворення в нейтральні атоми, і кількість носіїв зарядів в одиниці об'єму залишається сталою.

Якщо напругу між електродами (анодом і катодом) іонного приладу збільшити до певного значення, яке називається напругою запалювання U₃, то швидкість руху електронів та їхня кінетична енергія стають достатніми, щоб під час зіткнення з нейтральними атомами іонізувати їх. Новоодержані вторинні заряди також іонізують нейтральні атоми газу, тобто процес іонізації розвивається лавиноподібне. Проміжок між електродами заповнюється іонізованим газом — газовою плазмою з високою провідністю. При цьому кількість вільних електронів, а також сила струму, що протікає через прилад, різко зростають і виникає тліючий розряд, який переходить у самостійний, що не потребує зовнішнього іонізатора для його підтримання. Тліючий розряд супроводжується світінням газуй характерним шиплячим звуком. Тліючий розряд підтримується при певній напрузі між електродами, яка дещо менш від напруги запалювання (на кілька вольтів). У цьому випадку позитивні іони, які мають відносно велику масу, ударяються об поверхню катода, нагрівають його й вибивають з нього вторинні електрони, які, рухаючись до анода, іонізують атоми газу, підтримуючи струм у приладі.

Якщо напруга між анодом і катодом буде меншою, ніж потрібно, то швидкість руху позитивних іонів знизиться і вони не зможуть вибити з катода електрони, внаслідок чого процес іонізації може припинитися.

Тліючий розряд використовується в неонових і цифрових лампах, тиратронах, стабілітронах та інших приладах. Якщо у приладі з тліючим розрядом збільшити силу струму понад максимально допустиму, то виникне дуговий розряд, який небезпечний для такого приладу, бо обумовлює руйнування катода внаслідок бомбардування його важкими позитивними іонами з великою силою.

Під час дугового розряду густина струму значно більша, ніж під час тліючого. Отже, дуговий розряд може виникнуть в процесі тліючого розряду, якщо напругу на розрядному проміжку підвищити до певного значення, яке називається напругою запалювання дуги. При цьому дуга підтримується внаслідок термоелектронної емісії катода, розпеченого ударами позитивних іонів, і розряд називається самостійним. Якщо термоелектронна емісія катода утворюється нагріванням катода від стороннього джерела живлення, то дуговий розряд буде не самостійним. Електрична дуга виникає як у розрідженому газі, так і за нормального тиску. Якщо зблизити два електроди до зіткнення, то місце їхнього зіткнення дуже нагрівається струмом, який протікає, і станеться іонізація між електродного проміжку та виникнення дуги при розсунутих електродах. У електричної дуги дуже висока температура і яскравість, які збільшуються з підвищенням напруги. Вперше електричну дугу відкрив російський учений В. В. Петров у 1802 р. Вона використовується в електрозварюванні, електричних печах, потужних прожекторах.

Схожість із дуговим розрядом має іскровий розряд, з якого відбувається короткочасний (імпульсний) пробій проміжка між двома електродами.

Крім перерахованих видів електричних розрядів, часто можна спостерігати коронний розряд, який виникає на поверхні проводів малого перерізу або на загострених кінцях проводів, тобто там, де утворюються значні напруженості електричного поля. За деякого критичного значення напруженості поля відбувається розряд, обумовлений іонізацією газу і супроводжуваний слабким світінням, помітним у темряві. Такий розряд називається короною.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Електропровідність напівпровідників

Розділ Фізичні основи роботи напівпровідникових приладів Електропровідність напівпровідників...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Газорозрядні прилади та фотоелементи іонізація газу й електричний розряд

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Історія розвитку електроніки
Становлення і розвиток електроніки стало можливим завдяки наполегливим зусиллям багатьох учених-фізиків. Ще в древній Греції Фалес із Мілета вперше виявив, що янтар, потерт

Електропровідність напівпровідників
Напівпровідниками називаються матеріли, що займають проміжне положення між провідниками й діелектриками. Особливість металевих провідників полягає у наявності вільних електронів,

Електронно дірковий перехід
Область на границі двох напівпровідників з різними типами електропровідності називається електронно - дірковим переходом, або р-п переходом. Явища, які відбуваються,

Підключенняр-ппереходу до зовнішнього джерела струму
При прямому включенні р-п переходу (мал.1.5) область п-типу приєднують до негативного полюсу джерела струму, а область р-типу - до позитивного. Тобто е

Вольт - амперна характеристикар- ппереходу
Вольт-амперна характеристика показує залежність струму струм через р-п перехід від величини і полярності прикладеної напруги. Цю залежність виражають формулою

Напівпровідникові резистори
НП резистори мають два вихідних електроди. Вони поділяються на лінійні та нелінійні. У лінійних резисторів питомий електричний опір не залежить від прикладеної напруги, їх умовне позначен

Напівпровідникові діоди
Напівпровідникові діоди - це НП прилади, виготовлені на основі двошарових НП структур і які використовують властивості р-п переходу. Широко розповсюджені випрямні д

Будова транзистора
Біполярним транзистором або просто транзистором називається напівпровідниковий прилад з двома р — n - переходами, який призначений для підсилення й генерування електричних коливань

Принцип дії біполярних транзисторів
В умовах роботи транзистора до лівого р — п— переходу прикладається напруга емітер — база Uе–б у прямому напрямку, а до правого р — п – переходу — напруга

Характеристики БТ
Характеристиками транзисторів називаються залежності між силами струмів і напругами у вхідному й вихідному колах. У різних схемах приєднання транзистора вхідні й вихідні кола різні

Біполярний транзистор як активний чотириполюсник
(h-параметри) Статичні ВАХ використовуються при розрахунках електронних схем з великими рівнями вхідних сигналів. Якщо рівень вхідного сигналу малий і тран

Основні режими роботи біполярного транзистора
Незалежно від схеми вмикання біполярного транзистора він може працювати у трьох основних режимах, що визначаються полярністю напруги на емітерному U та колекторному U переходах:

Конструкція біполярних транзисторів
Біполярні транзистори виготовляють з германію та кремнію. Як приклад, розглянемо будову площинного германієвого транзистора р — п —р-типу (мал. 2.17). Базою служить пл

Загальні відомості
До класу уніполярних відносять транзистори, принцип дії яких ґрунтується на використанні носіїв заряду лише одного знаку (електронів або дірок). Керування струмом в силовому колі у

Польові транзистори з керуючимр-ппереходом
Конструкція та принцип дії ПТ з керуючим р-п переходом пояснюється на моделі, наведеній на мал. 2.18.

Диністори
Диністор має чотиришарову структуру. У нього є три p-n переходи. Два крайніх з них (П1 і П3;) зміщені у прямому напрямку, а середній (П2) - у зворот

Оптоелектронні елементи
Оптоелектронні елементі використовують перетворення електричних сигналів в оптичні і містять джерело світла (ДС) та приймач світла — фотоприймач (ФП), які поєднані між собою

Газотрони
Газотрон являє собою двоелектродний іонний або газорозрядний прилад, призначений для випрямлення змінного струму. Скляний (або металевий) балон газотрона після створення в ньому в

Тиратрони
Тиратрон відрізняється від газотрона наявністю третього електрода — сітки, яка керує моментом запалювання дуги. У скляному балоні тиратрона (мал.2.37) 9, наповненому сумішшю інертн

Фото помножувачі
Фотоелементом називається електровакуумний, напівпровідниковий або іонний прилад, у якому дія променевої енергії оптичного діапазону обумовлює зміну його електричних властивостей.

ПРИКЛАДИ ДО РОЗДІЛУ
Задача 2.1. Вибрати тип діода для електротехнічного пристрою, щоб забезпечити струм у навантаженні І = 0,27 А. Напруга, що прикладається до діода у закритому

ЗАДАЧІ ΗА САМОСТІЙНЕ ОПРАЦЮВАННЯ
2.1с. Для забезпечення безаварійної роботи пристрою необхідно вибрати діод, умови роботи якого: прямий струм Iпр = 10 А; а напруга, що прикладається до діода U

Інтегральні мікросхеми. Класифікація та основні поняття
Мікроелектроніка - це розділ електроніки, який включає дослідження конструювання і виробництво електронних мікросхем і радіоелектронної апаратури на їх основі. Інтегральна

Малюнок 3. 1- Загальна конструкція ІМС
По застосовуваному матеріалі розрізняють чотири типи корпусів: металосклянні, металокерамічнні, керамічні і пластмасові. При цьому головними елементами конструкції к

Малюнок 3.2-Типи корпусів ІМС
Слід зазначити також, що конструктивні характеристики корпуса (особливо по габаритах і розташуванню висновків) повинні створювати зручності при монтажі ІС на друкованій платі.

Транзисторів
При цьому за основу беруть однорідну підложку з кремнію р-типу. Шляхом термічного окислювання кремнію на поверхні підкладки формують тонку захисну плівку діоксиду кремнію.

Резистори
Створення інтегральних резисторів, що представляють собою тонкий (порядку 3 мкм) шар напівпровідника, відбувається по планарній технології в процесі дифузії домішки в острівці підкладки або

Гібридні ІМС. Технологія виготовлення гібридних ІМС
У виробництві гібридних ІМС використовується плівкова технологія, що дозволяє виготовляти з досить стабільними параметрами лише пасивні елементи — резистори, конденсатори, індуктивн

Резистори.
При виготовленні плівкових резисторів використовуються резистивні матеріали з різним поверхневим питомим опором. Такі матеріали можна розділити на три основні групи: чисті метали, с

Провідники і контактні площадки
Об'єднання плівкових пасивних елементів і начіпних компонентів у гібридну ІМС здійснюється плівковими провідниками і контактними площадками. Такі елементи повинні мати добру електропровідність,

ПРИКЛАДИ ДО РОЗДІЛУ
Задача 3.1 Вказати призначення мікросхеми, на корпусі якої такий напис — КР548ЛП43. Розв'язок: Відповідно до стандарту маркування

ЗАДАЧІ НА САМОСТІЙНЕ ОПРАЦЮВАННЯ
3.1с. В електричному пристрої використано мікросхему 136ТР1. Вказати призначення даної мікросхеми і пояснити, за якою ознакою визначається спеціалізація. (Відповідь: RS-тр

Акустоелектроніка
Акустоелектроніка — це напрямок функціональної мікроелектроніки, оснований на використанні п'єзоелектричного ефекту. Акусто-електроніка займається перетворенням акустичних си

Магнетоелектроніка
Магнетоелектроніка зв'язана е використанням властивостей тонких, магнітних плівок. Застосування магнітних матеріалів як носіїв інформації основане на тім, що вони володіють двома ст

Криоелектроніка
Криогенна: електроніка, чи криоелектроніка,— одна з нових і перспективних галузей науки. Досліджує явища, що відбуваються у твердому тілі при низьких температурах, і практи

Хемотроніка
Хемотроніка як новий науково-технічний напрямок виникло на стику електрохімії й електроніки. Це наука про побудову різноманітних електрохімічних приладів на основі явища, зв'яз

Біоелектроніка
Це напрямок функціональної мікроелектроніки знаходиться в стадії становлення, однак він є одним з найбільш цікавих і перспективних. Біоелектроніка виникла як одна з відгалужень більш загальної наук

ЗАПИТАННЯ ДЛЯ САМОПЕРЕВІРКИ
1. Чим викликана необхідність розвитку функціональної мікроелектроніки як нової галузі технічної електроніки? 2. Назвіть основні напрямки розвитку функціональної