Электронов вследствие

При одновременном приложении анодного и сеточного напряжений между анодом и катодом действует электрическое поле, равное сумме напряженностей анодного и сеточного полей. При отрицательном потенциале сетки относительно катода между указанными электродами создается тормозящее для электронов поле и часть электронов возвращается к катоду. С увеличением отрицательного потенциала сетки анодный ток уменьшается. При отрицательном потенциале сетки, называемом напряжением запирания С/зап, анодный ток становится равным нулю.

Особенностью анодной характеристики тетрода является наличие падающего участка при малых анодных напряжениях (участок А В на 15.11,6). Эта особенность обусловлена вторичной эмиссией электронов с анода на экранирующую сетку. Такое явление получило название динатронного эффекта. По мере повышения анодного напряжения все больше выбитых из анода вторичных электронов возвращается на анод. При номинальном анодном напряжении все вторичные электроны возвращаются на анод. Для устранения динатронного эффекта вблизи анода располагают электрод, имеющий потенциал, близкий к нулю. При этом между анодом и экранирующей сеткой создается тормозящее для вторичных электронов поле. Роль электрода, устраняющего динатронный эффект, может играть дополнительная сетка, расположенная между экранирующей сеткой и анодом. Такая сетка получила название защитной и используется в электронной лампе, получившей название пентод (С, на 15.2, д). Условное графическое обозначение пентода приведено на 15.2, д.

Полученные результаты представляют также и технический инте Например, электрон, вышедший из катода в вакуумной лампе на малое расстояние (порядка молекулярных размеров), при любой кривизне поверхности катода может рассматриваться как точечный заряд над проводящей плоскостью. Таким образом, видно, что на электрон, вышедший из катода, действует сила притяжения к зеркальному изображению, стремящаяся вернуть его на катод. При очень малых расстояниях а эта сила может быть значительной и преобладать над силой, создаваемой полем анода. Этим частично объясняется, почему даже при значительном анодном напряжении часть электронов возвращается на катод.

жиме возле катода возникает электронное облако ( 3-11, в), из которого избыток электронов возвращается к катоду. Минимум отрицательного потенциала устанавливается в облаке ( 3-11, а), и у катода возникает отрицательная напряженность поля Е ( 3-11, б).

На участке // при положительном анодном напряжении электрическое поле становится ускоряющим и анодный ток возрастает. При этом, как указывалось ранее, часть электронов возвращается на катод. Создается режим объемного заряда с динамическим равновесием, при котором число электронов, поступающих из катода в объемный заряд, равно числу электронов, уходящих из объемного заряда на анод и катод. Теоретически анодная характеристика на этом участке выражается законом «степени трех вторых»: li — gU*12, где g — коэффициент пропорциональности, зависящий от конструкции диода.

Характеристики тетрода /а == / (f/a) и /С2 = /L (f/a). полученные расчетным путем, показаны на 4-3 пунктиром. Характеристики реального тетрода, однако, имеют иной вид (сплошные линии на 4-3). Рассмотрим причины их отличия от расчетных кривых. При f/a = 0 все электроны, пролетевшие плоскость управляющей сетки, попадают на экранирующую сетку /к = /02 и /а = 0. При небольших положительных напряжениях С/а на анод попадает лишь часть электронов, пролетевших плоскость экранирующей сетки. Большая часть этих электронов возвращается обратно к виткам экранирующей сетки, образуя в пространстве экранирующая сетка—анод объемный заряд (участок 1, соответствующий режиму возврата электронов). С увеличением напряжения С/а анодный ток быстро возрастает, а ток /С2 падает, так как анодное поле непосредственно воздействует (не будучи экранировано сеткой) на электроны между экранирующей сеткой и анодом. При t/a ^ 20 В энергия электронов, достигающих анода, оказывается достаточной для выбивания с его поверхности вторичных электронов. Эти электроны под действием более высо-

кого напряжения Uoi попадают на экранирующую сетку и вызывают увеличение тока /С2. Анодный ток уменьшается, поскольку вторичные электроны, уходя с анода на сетку, создают в цепи анода ток, направление которого противоположно току, обусловленному первичными электронами. Образуется падающий участок характеристики 1а = / (Ua) (участок 2 на 4-3), соответствующий отрицательному дифференциальному сопротивлению: с увеличением ?7а анодный ток уменьшается. При дальнейшем увеличении анодного напряжения ток /а снова начинает расти, а ток /С2 уменьшается (участок 3 на 4-3), так как все большая часть вторичных электронов возвращается обратно на анод. Это влияние вторичной электронной эмиссии получило название динатронного эффекта.

изменяется. Рассматриваемая точка катода приобретает тем больший положительный потенциал по отношению к выводу, чем дальше она удалена от него и чем больше фототок. При этом часть электронов возвращается обратно на положительно заряженные участки катода, вызывая вторичную эмиссию ( 6-4). Вследствие вторичной эмиссии анодный ток получается больше тока в фотоэлементе с катодом на металлической подложке.

Принцип работы электронно-лучевой трубки с электростатическим управлением. В торце узкой части (горловины) стеклянного баллона расположен катод в виде небольшого цилиндра, внутри которого помещена спираль для подогрева. Дно цилиндра с внешней стороны покрыто оксидным слоем; с его поверхности при подогреве эмиттируются электроны. Катод расположен внутри другого цилиндра с небольшим круглым отверстием — диафрагмой. Этот цилиндр называется управляющим электродом или модулятором и служит главным образом для изменения плотности тока электронного луча. К модулятору подводится небольшой отрицательный относительно катода потенциал, регулируемый в пределах от нуля до нескольких десятков вольт. Изменение этого потенциала приводит к изменению плотности объемного заряда вблизи катода и, следовательно, высоты потенциального барьера. При более отрицательном потенциале часть электронов возвращается к катоду и плотность электронного потока уменьшается. Электронный поток формируется только за счет электронов, прошедших через диафрагму диаметром около 1 мм.

вторичных электронов возвращается на положительно заряженный экран и понижает его потенциал. Устанавливается некоторое динамическое равновесие при потенциале экрана, примерно равном потенциалу анода, когда число уходящих с экрана вторичных электронов равно числу первичных электронов луча.

между сеткой и анодом, поскольку U\<.LJc- Это тормозящее поле преодолевают только электроны, имеющие достаточную продольную составляющую скорости, которые, попав на анод, образуют ток /д. Остальные же электроны, не имея достаточной скорости для преодоления тормозящего поля анода (электроны, проходящие ближе к виткам сетки), будут возвращаться назад к сетке. В режиме возврата при увеличении Ис ток /А уменьшается, а ток /с возрастает ( 9.5), поскольку чем меньше анодное напряжение, тем большее число электронов возвращается к сетке. Возвращающиеся электроны создают большой объемный заряд между сеткой и анодом, который обусловливает появление дополнительного потенциального барьера Фмия для электронов, двигающихся от катода к аноду ( 9.1,г).

При повышении температуры или ином внешнем энергетическом воздействии на полупроводник энергия электронов возрастает; все большая часть валентных электронов вследствие разрыва ковалентных связей переходит в зону проводимости, и поэтому электропроводность полупроводников увеличивается. Электропроводность полупроводников, обусловленную переходом валентных электронов в зону проводимости, называют электронной электропроводностью, или электропроводностью типа п (от английского слова «negative» — «отрицательный»).

Переход электронов из эмиттера в базу нарушает электрическое равновесие, вследствие чего возникают силы, стремящиеся его восстановить. Это приводит к тому, что из внешней цепи взамен ушедших в базу электронов в эмиттерную область вводятся электроны. Для нейтрализации объемного заряда, создаваемого избыточными электронами в базовой области, в нее из внешней батареи Е^ вводятся дырки. В базовой области одновременно имеются в большом количестве электроны и дырки, которые могут рекомбинировать. Для уменьшения рекомбинации толщина базовой области выполняется обычно не более 10~3 см, в результате чего в базе рекомбинпрует примерно 1—2 % электронов, а остальные собираются коллектором.

При достаточно большом напряжении на коллекторе (получаемом за счет батареи Ек) значение тока в его цепи определяется сопротивлением нагрузки RK и концентрацией электронов в области базы, которая в свою очередь зависит от концентрации электронов проводимости в эмиттерной области и степени нейтрализации электрического поля перехода эмиттер--база, осуществляемой за счет напряжения батареи ?б. Если напряжение этой батареи равно нулю, то тормозящее поле перехода максимально и в область базы входит очень мало электронов, вследствие чего и ток коллектора мал. Если напряжение батареи в цепи базы достаточно велико, то запирающее поле эмиттерного перехода

Фазотрон (или синхроциклотрон) — циклический резонансный ускоритесь тяжелых частиц. Конструкция фазотрона подобна конструкции циклотрона, однако полюсы его электромагнита имеют больший диаметр. В фазотроне для обеспечения резонанса частота электрического поля изменяется согласованно с изменением частоты обращения ионов. Благодаря этому в фазотронах может быть получена значительно большая энергия, чем в циклотроне. Так, один из крупнейших в мире фазотронов в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне позволяет получить протоны с энергией 680 МэВ. Микротрон — циклический резонансный ускоритель электронов. В микротроне резонанс обеспечивается благодаря использованию кратного режима 'ускорения: при каждом пересечении ускоряющего зазора период обращения электронов вследствие увеличения их энер-

сужений. В сужениях ж»», в которых скорость (энергия) электронов вследствие увеличения продольного градиента потенциала значительно возрастает, становится заметной доля кинетической энергии, передаваемой электронами молекулам пара (газа), что приводит к разрежению пара (газа) в местах сужения (насосное действие электронов). Степень относительного снижения давления (плотности) пара в местах сужения (в процентах) при разных анодных токах показывают кривые на 4-34, а. Кривые относятся к геометрическим размерам сужения, токам /а и начальным давлениям пара [Л. 98], указанным в подписи к рисунку. С увеличением тока глубина разрежения, как видно из кривых, значительно возрастает.

где k — подвижность, представляющая собой скорость частицы в направлении поля, отнесенную к напряженности поля. Подвижность электронов вследствие их меньшей массы выше подвижности ионов.

Как только дырка покинет эмиттер и перейдет в базу, для восстановления равновесия заряда в эмиттере электрон покидает эмиттер. За счгт этого в выводе эмиттера проходит электронный ток, а в выводе коллектора — ток электронов источника, компенсирующий увеличение дырок в коллекторе. В выводе базы при этом проходит ток электронов источника, восполняющий убыль электронов вследствие рекомбинации их с дырками эмиттера ( 17.6). Так как за положительное направление тока принимают направление положительных зарядов, то направление токов, показанное на рисунках стрелками, противоположно нЕ.правлению движения электронов.

Влияние температуры на характеристики транзистора. Температура окружающей среды существенно влияет как на входные, так и выход-лые характеристики транзистора ( 17.9, а, б соответственно). Это объясняется тем, что при увеличении температуры увеличивается энергия электронов, вследствие чего увеличивается концентрация свободных носителей заряда во всех областях транзистора, их подвижность и др. Особенно сильно возрастание температуры сказывается на обратном токе коллекторного перехода /Ко, который часто называют тепловым током.

Диамагнетизм наблюдается во всех веществах и связан с тем. что внешнее магнитное поле оказывает влияние на орбитальное движение электронов, вследствие чего индуцируется магнитный момент, направленный навстречу внешнему полю. После снятия внешнего магнитного поля индуцированный магнитный момент диа-магнетика исчезает. Магнитная восприимчивость диамагнетиков kd (отрицательная) по абсолютному значению очень мала; она не зависит ни от температуры, ни от напряженности магнитного поля.

В электронно-лучевой трубке не все электроны, покинувшие катод и преодолевшие потенциальный барьер у его поверхности, достигают экрана. Часть электронов вследствие их значительного углового расхождения при фокусировке не пропускается ограничивающими диафрагмами первого и второго анодов. Вследствие этого ток луча после фокусирующей системы может быть в несколько раз меньше тока 1К.

из двух простейших линз: двояковыпуклой собирающей линзы, образованной эквипотенциальными поверхностями, обращенными выпуклостью к катоду, и двояковогнутой линзой, образованной эквипотенциальными поверхностями, обращенными в другую сторону. Конфигурация полей такова, что преломляющее действие собирающей линзы больше преломляющего действия рассеивающей линзы. Кроме того, , скорости движения электронов вследствие возрастания потенциала в поле рассеивающей линзы больше, чем ,в поле собирающей, поэтому собирающее