Заряженный конденсатор

друг от друга. Металл начнет заряжаться отрицательно и его уровень Ферми (?Рм будет подниматься, а полупроводник будет заряжаться положительно и его уровень Ферми <§Р будет опускаться. Равновесие наступит при установлении этих уровней на одной высоте и будет сопровождаться возникновением потенциального барьера для электронов, идущих из полупроводника в металл:

Процесс уменьшения напряжения конденсатора от первоначального значения ?/м до нуля соответствует перемещению электронов с отрицательной обкладки на положительную. Разрядкой конденсатора этот процесс перемещения зарядов не заканчивается, так как энергия магнитного поля не может мгновенно исчезнуть, т. е. ток в цепи с индуктивностью не может скачком упасть до нуля. В цепи продолжает протекать ток прежнего направления, постепенно уменьшающийся по величине. Наличие этого тока означает продолжающееся перемещение электронов с бывшей ранее отрицательной обкладки на обкладку, ранее заряженную положительно, в результате первая обкладка начинает заряжаться положительно, а вторая — отрицательно.

При дальнейшем увеличении ускоряющего напряжения (участок АБ) коэффициент вторичной эмиссии больше единицы и экран начинает заряжаться положительно относительно второго анода. Но значительного превышения ПОТбНЦйаЛа экрана над потенциалом анода не наблюдается, так как часть

Пусть в момент /==0 ( 5.48) на фотодиод подан прямоугольный световой импульс. В n-области прибора начинается генерация неравновесных носителей, концентрация которых будет увеличиваться во времени. Соответственно будет увеличиваться дырочный ток через р-п переход и р-об-ласть диода будет заряжаться положительно по отношению к n-области. С ростом концентрации избыточных носителей будет увеличиваться скорость их рекомбинации. При некотором значении концентрации рекомбинация носителей и генерация носителей будут уравновешивать друг друга, а фото-ЭДС достигнет установившегося значения. После окончания светового импульса избыточные носители в «-области рекомбинируют, концентрация их уменьшается и уменьшается ток /ф через р-п переход. Будет уменьшаться и фото-ЭДС. Таким образом, процесс изменения фото-ЭДС и фототока в фотогальваническом режиме определяется генерацией и рекомбинацией (накоплением и рассасыванием) избыточных носителей, скорость которых характеризуется постоянной времени жизни тр, т. е. нарастание фототока происходит по закону

начинает заряжаться положительно относительно последнего анода прожектора. Этот процесс продолжается до тех пор, пока потенциал экрана не станет приблизительно равным потенциалу второго анода. Это означает, что число уходящих с экрана электронов будет равно числу падающих. В диапазоне изменения энергии пучка or e?/Kpi до eUl2 ст5=1 и потенциал экрана достаточно близок к потенциалу анода прожектора. При U^^UKP2 коэффициент вторичной эмиссии о^ 1. Потенциал экрана вновь снижается, и у экрана начинает формироваться тормозящее для электронов луча поле. Потенциал (7кр2 называют вторым критическим или предельным.

Принцип действия этих приборов основан на использовании зависимости потенциала диэлектрического экрана (мишени) от энергии бомбардирующих его электронов. Для создания потенциального рельефа чаще всего применяют вторичную электронную эмиссию. Запись и считывание осуществляются с помощью электронного луча. Энергия электронов, взаимодействующих с мишенью, определяющая коэффициент вторичной эмиссии, зависит от потенциала той точки мишени, куда попадает луч. Для диэлектрической поверхности этот потенциал может существенно отличаться от потенциала анода прожектора. В результате в различных точках мишени коэффициент вторичной эмиссии 0 может быть как больше, так и меньше единицы (см. 11.7), поэтому одни участки мишени будут заряжаться положительно, а другие отрицательно. На поверхности мишени формируется потенциальный рельеф. Существует несколько способов образования потенциального рельефа, применяемых в различных типах запоминающих трубок.

При дальнейшем увеличении ускоряющего напряжения (участок АБ) коэффициент вторичной эмиссии больше единицы и экран начинает заряжаться положительно относительно второго анода. Но значительного превышения ПОТбНЦйаЛа экрана над потенциалом анода не наблюдается, так как часть

воднике несут положительный заряд, то скорость этих частиц имеет то же направление, что и ток, и при указанном направлении магнитного поля сила Лорентца будет направлена снизу вверх. В этом случае верхняя грань пластинки будет заряжаться положительно, а нижняя — отрицательно. Если же частицы заряжены отрицательно, то их скорость направлена противоположно току ( 320, б). Так как сила Лорентца зависит и от заряда частиц, и от их скорости, то ее направление не изменится, и поэтому заряженные частицы будут также накапливаться у верхней грани. Однако, так как частицы заряжены отрицательно, верхняя грань в этом случае будет заряжаться отрицательно, а нижняя — положительно, т. е. явление Холла будет иметь обратный знак.

Возникновение внутренней контактной разности объясняется следующим образом. Рассмотрим два различных металла / и 2 ( 425), находящихся при одной и той же температуре, и предположим, что мы привели их в соприкосновение. Электроны проводимости вследствие теплового движения будут переходить из проводника / в проводник 2 и обратно. Так как концентрация электронов в обоих металлах различна, то и диффузионные потоки электронов будут неодинаковыми. Положим, что концентрация электронов «j в металле / больше концентрации яа в металле 2. Тогда поток диффузии электронов из металла / будет больше потока диффузии в обратном направлении и металл / будет заряжаться положительно, а металл 2—отрицательно. В результате этого между металлами возникнет разность потенциалов и появится электрическое поле, которое вызовет дополнительное движение электронов (переносное, или дрейфовое, движение) в обратном направлении — от металла 2 к металлу /; поэтому общее количество электронов, переходящих от 1 к 2, будет уменьшаться, а идущих в противоположном направлении — увеличиваться. При некоторой разности потенциалов ?/,- между металлами установится равновесие и потенциалы металлов не будут уже изменяться. Эта разность но-

Вольт-амперная характеристика р—га—р—га-структуры показана на 8.15. При А21б<1 рост тока через прибор соответствует увеличению напряжения на нем и сопротивлению Ял>0. Ситуация, когда А21б>1, означает, что нриращение тока коллектора стало больше, чем приращение тока эмиттеров. Поэтому р-база начнет заряжаться положительно, а га-база — отрицательно. Это приводит к уменьшению падения напряжения на коллекторе, а следовательно, и на всей структуре. На ВАХ образуется участок отрицательного дифференциального сопротивления. Условием включения j д структуры является Аг1б=1.

Как только А'21Б >1, то это означает (5.18), что приращение тока коллектора стало больше, чем приращение тока эмиттера. Поэтому р-база начинает заряжаться положительно, а «-база отри< цательно, что приводит к уменьшению напряжения на коллекторе, а следовательно, и на всей структуре. На вольт-амперной характеристике образуется участок отрицательного сопротивления (// на 5.25).

При бомбардировке экрана электронами, ускоренными достаточно большой разностью потенциалов (больше первого критического потенциала), число вторичных электронов, покидающих экран, становится больше числа первичных электронов (с>1). В этом случае экран начинает заряжаться положительно относительно анода прожектора. Однако значительного превышения потенциала экрана над потенциалом анода прожектора не происходит, так как часть вторичных электронов возвращается ца зарядившийся положительно (относительно анода прожектора) экран. Возвращающиеся на экран вторичные электроны снижают потенциал экрана. Равновесие устанавливается при потенциале экрана, примерно равном потенциалу анода прожектора. При этом число уходящих с экрана вторичных электронов равно числу приходящих на экран электронов луча — «кажущийся» коэффициент вторичной эмиссии равен единице (хотя истинное значение 0>1). Таким образом, в области энергии электронов луча eUi^-eU2 (точки а и b на кривой 6.12), соответствующей 0^1, потенциал экрана можно с достаточной степенью точности считать равным потенциалу анода прожектора. Экспериментальное определение потенциала экрана показывает, что в зависимости от плотности тока электронного луча и условий отбора вторичных электронов от экрана истинный потенциал экрана (при ст^1) может отличаться от потенциала анода прожектора на несколько вольт в ту и другую сторону. Например, при большой плотности тока луча и затрудненном отборе вторичных электронов у поверхности экрана может образоваться отрицательный объемный заряд —потенциал экрана будет несколько ниже потенциала анода прожектора. Наоборот, при малой плотности тока луча и хорошем отборе вторичных электронов потенциал экрана может быть на несколько вольт выше потенциала анода прожектора.

Соответствующие графики изображены на 8.2,6". Если ? (кривая /), то ток во все моменты времени отрицателен. Это означает, что предварительно заряженный конденсатор в ходе нестационарного процесса разряжается через источник ЭДС. Если же t/0<

Современные тиристоры имеют рабочие токи до 10 кА, обратные напряжения до 10 кВ, времена коммутации Агк* «10~*-н10~5 с. Для отключения тиристора необходимо создать в нем паузу тока (Агп« 10 ч- 30 мкс), что обычно достигается с помощью предварительно заряженного конденсатора [2.43]. Простейшая иллюстрационная схема такого коммутатора приведена на 2.35, а. При включении вспомогательного коммутационного тиристора Тк заряженный конденсатор создает в основном тиристоре VS импульс коммутационного тока гк, встречного по отношению к рабочему току / и примерно

При появлении первого отрицательного импульса предварительно заряженный конденсатор С разряжается. Уменьшение напряжения на С после первого разряда

Представим себе параллельный LC-контур. Если зарядить емкость такого контура до определенного напряжения, то в нем будет запасена соответствующая энергия е. Теперь замкнем этот заряженный конденсатор на индуктивность. В результате будет происходить колебательный обмен энергией между конденсатором и катушкой индуктивности. Период этих колебаний можно определить как

11.19. Заряженный конденсатор включается на сопротивление R = 2 ом; С = 1 ф; WC(Q-) = 8 дж.

Заряженный конденсатор обладает энергией, которую он получает в процессе зарядки и отдает при разрядке. Энергия электрического ноля конденсатора (Дж)

УЭ—К, снимаемому с диода V4, открытого током через ^5. При срабатывании защиты и открытии транзистора напряжением [/Упр ранее заряженный конденсатор С1 разряжается по цепи переход эмиттер — коллектор VI— R4 — переход УЭ—К. В результате этого открывается-тиристор. В данной защите источником питания всех элементов схемы являются трансформаторы тока, поэтому нет необходимости для отключения тиристора размыкать его цепь.

генерации реактивной мощности. В последнем случае осуществляется зажигание очередного главного вентиля в такой промежуток времени, в котором напряжение Ud, приложенное к этому вентилю со стороны сети, имеет отрицательное значение. Для этого в схему кратковременно вводится предварительно заряженный конденсатор 9, поднимающий напряжение на аноде очередного вентиля до значения, необходимого для работы вентиля. Конденсатор включается в схему с помощью одного из вспомогательных вентилей (/' — 6'). Вследствие относительной малости времени, в течение которого этот конденсатор включается в цепь, и времени, необходимого для зажигания очередного главного вентиля, требуемая мощность конденсаторной батареи оказывается значительно меньше мощности всего устройства.

метром с внутренним сопротивлением не менее 1000 Ом/В. Регулирование напряжения при проверке реле времени типа ЭВ-200 производится автотрансформатором или потенциометром, напряжение срабатывания реле этого типа должно быть не выше 10 % его номинального напряжения. Кроме схемы на 12.40, а с дешунтированием применяются также схемы защиты с использованием зарядного устройства и конденсатора в цепи электромагнита отключения ( 12.43). В этом случае промежуточное реле РП-341 заменяется реле РП-321, подключающее предварительно заряженный конденсатор для разряда на электромагнит отключения выключателя. Блоки конденсаторов БК-401 на 40 мкФ, БК-402 на 80 мкФ заряжаются до на-

Работа на противо-э. д. с. во многом сходна с работой выпрямителя на емкость С0 -> оо, поэтому интересно рассмотреть такой предельный случай. (Если Vt > 10 [см. формулу (IV. 10)], то можно считать С0-> оо). Заряженный конденсатор емкостью С -*• оо поддерживает в установившемся режиме на своих зажимах постоянное напряжение ис = ?/Вс_ = const, как показано сплошной линией на временной

До сих пор мы считали, что параметры фильтра не влияют на величину выпрямленного напряжения U0. На самом деле это не так. Заряженный конденсатор С (см. 3.5, а) образует по отношению к вентилю источник встречной э. д. с. UC=U0. Поэтому ток через вентиль будет проходить только при условии \U2\l>Uc, т. е. угол отсечки тока 6 при емкостной нагрузке всегда меньше 90° ( 3.5, в).