Электроны находящиеся

При подаче на анод положительного относительно катода напряжения в промежутке между анодом и катодом создается электрическое поле. Под ускоряющим действием этого поля электроны, испускаемые нагретым катодом, устремляются на анод, создавая тем самым электрический ток через вакуумный промежуток. При изменении полярности анодного напряжения электрическое поле становится тормозящим для электронов и ток через вакуумный промежуток отсутствует.

на участок анод — катод диода подается напряжение [/а, называемое анодным. Когда это напряжение положительно, между анодом и катодом создается ускоряющее электрическое поле. Под его действием электроны, испускаемые катодом, устремляются на анод, замыкая цепь анодного тока /а. Необходимо иметь в виду, что здесь использовано условное направление тока.

Первая линза должна быть электростатической, так как она не только формирует объект (скрещение) для второй линзы, но и ускоряет электроны, испускаемые катодом. Вторая линза в двух-линзовом прожекторе — главная проекционная линза — служит для создания изображения скрещения луча на экране трубки. В трехлинзовом прожекторе эту роль выполняет третья линза.

Устройство ионизатора показано на 38. Электроны, испускаемые накаленной вольфрамовой нитью 2, притягиваются анодом 3. Поток испаряемых частиц 5, проходящий через отверстие экрана 4, поступает в ионизатор параллельно

Оседая на экране, электроны создают на нем отрицательный заряд, который может возрасти до большой величины и нарушить нормальную работу трубки. Для предотвращения этого внутренняя поверхность колбы покрывается электропроводящим графитовым слоем (аквадагом), соединенным со вторым анодом. К этому слою притягиваются вторичные электроны, испускаемые экраном под действием бомбардировки первичными электронами, чем и достигается отвод зарядов от экрана.

ные электронные лампы. Они представляют собой трехэлектродные приборы: электроны, испускаемые нагретым катодом, ускоряются в электрическом поле управляющей сетки и бомбардируют сегменты анода, покрытые люминофором. Устройство вакуумного люминесцентного индикатора иллюстрирует 22.4, а. Внутри баллона последовательно один за другим расположены катод прямого накала 1, сетка 2 и несколько анодов — сегментов, расположенных в одной плоскости на общей керамической пластинке 3. Для более четкого ограничения контуров формируемого знака аноды прикрываются металлической пластинкой (маской) 4 с прорезями, расположенными против соответствующих анодов.

Первая линза должна быть электростатической, так как она не только формирует объект (скрещение) для второй линзы, но и ускоряет электроны, испускаемые катодом. Вторая линза в двух-линзовом прожекторе — главная проекционная линза — служит для создания изображения скрещения луча на экране трубки. В трехлинзовом прожекторе эту роль выполняет третья линза.

Внутри баллона создан высокий вакуум (порядка 10~6 мм рт. ст). Катод изготовлен из торированного и карбидированного вольфрама. Сетка и анод окружают катод, причем сетка расположена ближе к катоду и имеет отверстия, через которые могут проходить электроны. Катод, сетка и анод имеют наружные выводы. Напряжение между катодом и анодом принято называть анодным (еа), а между катодом и сеткой—сеточным (eg). Под действием положительного анодного и сеточного напряжений электроны, испускаемые катодом, движутся к аноду. Часть их (большая) проходит через отверстия в сетке и попадает на анод лампы. Меньшая часть перехватывается сеткой. Электроны, движущиеся в пространствах катод—сетка и сетка—анод .создают суммарный (is) и анодный (ta) токи лампы (триода). Ток, образуемый электронами, которые перехватываются сеткой, называется сеточным током.

Когда потенциал анода становится настолько большим, что все электроны, испускаемые катодом за каждую единицу времени, попадают на анод, ток достигает своего максимального значения и перестает зависеть от анодного напряжения. Плотность тока насыщения js> т. е. сила тока насыщения на каждый смъ поверхности катода, характеризует эмиссионную способность катода, которая зависит от природы катода и его температуры.

катода и системы электродов с потенциалами, отличными от потенциала катода. Система электродов создает электрическое поле, ускоряющее и фокусирующее электроны, испускаемые катодом. Кроме того, один из электродов прожектора выполняет функцию, аналогичную функции управляющей сетки электронный лампы, — управляет током луча. Поскольку в большинстве электроннолучевых приборов луч имеет круглое сечение, для фокусировки электронов используются электростатические поля, обладающие симметрией вращения.

Как было указано, одним щ основных требований, предъявляемых к прожектору, является получение возможно меньшего сечения луча в плоскости приемника. Принципиально возможно сфокусировать электроны, испускаемые катодом, при помощи одной электронной линзы ( 3.1, а). При этом в плоскости приемника (экрана) создается изображение катода.

Германий и кремний имеют четыре валентных электрона (валентными называются электроны, находящиеся на внешней орбите).

что и обусловливает крутой подъем характеристик. В режиме работы фотоэлемента, соответствующем точке перегиба характеристики, все электроны, находящиеся в его колбе, достигают анода. В результате наступает режим насыщения, который является рабочим режимом фотоэлемента. Значения рабочих напряжений, соответствующие этим участкам, для разных типов вакуумных фотоэлементов лежат в пределах 90—240 В.

Электроны, находящиеся в зоне проводимости (свободные электроны), перемещаются внутри твердого тела, не вылетая за пределы кристалла. Электрон может покинуть твердое тело только в том случае, когда он получит дополнительную энергию (например, при повышенной температуре). Работа, которую при этом необходимо совершить, называется работой выхода; величина ее зави-16

Электроны, находящиеся в зоне проводимости, удерживаются в твердом теле силами связи между электронами и решетками кристаллов. Эти силы создают потенциальный барьер на границе твердого тела и вакуума. Работа, необходимая для преодоления этого барьера, называется внешней работой выхода WBH. Поясним ее физический смысл с помощью энергетической диаграммы ( 1.3). Очевидно, что все электроны, находящиеся в зоне проводимости и имеющие дополнительный запас энергии W'BH > WBH, переходят в вакуум, имея кинетическую энергию, равную W'Bn — WBH.

В вакуум-при определенных условиях могут перейти не только электроны, находящиеся, в зоне проводимости и в запрещенной зоне, но и электроны из валентной зоны, лежащие в глубине твердого тела. Работа, которую необходимо совершить для такого перехода, превышает величины внешней и термодинамической работ выхода и называется истинной работой выхода.

рые наиболее часто используются в электронике, ?3(эВ) равна: для германия—0,7, для кремния —1,1 и для арсенида галлия—1,4. Верхняя разрешенная зона называется зоной проводимости. Электроны, находящиеся в этой зоне, обладают довольно большой энергией и могут ее изменять под действием электрического поля, перемещаясь в объеме полупроводника. Этими электронами и определяется электропроводность полупроводника.

Общую электропроводность полупроводника, обусловленную генерацией, перемещением и рекомбинацией пар электрон — дырка, называют собственной электропроводностью, а сам полупроводниковый кристалл — собственным полупроводником. Собственная электропроводность обычно невелика. Причем как электронная, так и дырочная электропроводность обусловлена перемещением в полупроводнике только электронов. Однако в первом случае движутся электроны, находящиеся на энергетических уровнях зоны проводимости, в направлении, противоположном направлению электрического поля. Во втором случае перемещаются электроны валентной зоны, заполняя вакантные энергетические уровни (дырки), в направлении, противоположном перемещению дырок.

Электропроводность металлов -обусловлена наличием свободных электронов, находящихся в непрерывном тепловом движении между атомами и положительными ионами металла. Внутри металла свободные электроны окружены со всех сторон положительными ионами, находящимися в узлах кристаллической решетки, поэтому силы притяжения свободных электронов положительными ионами значительно меньше сил их теплового движения. Вследствие этого в диапазоне обычных для поверхности нашей планеты температур свободные электроны находятся в хаотическом движении внутри металла. Сумма результирующих сил fpe3 близка к нулю ( 1.1). Однако на электроны, находящиеся у поверхности металла, действуют электрические поля ионов в направлении к металлу, вызывая силы Ft, препятствую-

Известно, что сила F, действующая на электрон, находящийся в электрическом поле, пропорциональна напряженности электрического поля Е. Чтобы электроны, находящиеся у поверхности металла, могли преодолеть потенциальный барьер и под действием электрического поля выйти за пределы металла, напряженность электрического поля вблизи металлической поверхности должна достигать величин порядка 108 в/м. Столь высокую напряженность электрического поля удается, например, получить вблизи поверхности ртутного катода благодаря тому, что сравнительно невысокое напряжение в несколько десятков вольт действует на очень малом расстоянии от поверхности ртути, измеряемом десятыми долями микрометра. Практическое применение электростатическая электронная эмиссия находит в ртутных

Электроны, находящиеся в электрическом поле Ех, обладают потенциальной энергией, равной — еср (х), где <р (х) — потенциал поля в точке х. В соответствии с законом больцмановского распределения в условиях равновесия концентрация электронов в области, охватывающей

Эта работа есть потенциальная энергия электрона &ну на расстоянии х от поверхности. Зависимость <§аз (х) приведена на 4.1, в. Внешнее электрическое поле воздействует на электроны, находящиеся у поверхности металла, с силой F — е Е, направленной вдоль оси х. На пути х эта сила производит работу, вследствие чего потенциальная энергия электрона уменьшается на величину SE = — еЕх. Общая потенциальная энергия электрона