Elektrovakuové zařízení- zařízení určené ke generování, zesilování a převádění elektromagnetická energie, ve kterém je pracovní prostor zbaven vzduchu a chráněn před okolní atmosférou nepropustným pláštěm.

Mezi taková zařízení patří jak vakuová elektronická zařízení, ve kterých tok elektronů prochází ve vakuu, tak elektronická zařízení s plynovým výbojem, ve kterých tok elektronů prochází v plynu. K elektrickým vakuovým zařízením patří také žárovky.

V elektrovakuových zařízeních se vodivost provádí pomocí elektronů nebo iontů pohybujících se mezi elektrodami prostřednictvím vakua nebo plynu.

Začátek byl položen objevem termoelektronů. V roce 1884 objevil slavný americký vynálezce Thomas Alva Edison při hledání racionálního návrhu žárovky efekt pojmenovaný po něm. Zde je její první popis: „Mezi větvemi vlákna“ žárovky, ve stejné vzdálenosti od obou, je umístěna platinová deska, což je izolovaná elektroda ... Pokud mezi touto elektrodou a elektrodou zapnete galvanometr jeden z konců vlákna, pak když lampa hoří, je pozorován proud, který mění svůj směr v závislosti na tom, zda je kladný nebo záporný konec uhlíkového vlákna připojen k nástroji. Jeho intenzita se navíc zvyšuje se silou proudu procházejícího závitem.
Následuje vysvětlení: „zřejmě se v této lampě částice vzduchu (nebo uhlí) rozptylují z vlákna v přímých liniích a odnášejí elektrický náboj.
Edison je vynálezce, neanalyzuje jev. Citované fráze jsou v podstatě omezeny na obsah poznámky. Není to nic jiného než přednostní pohledávka. Edisonovy pokusy najít praktické využití nemělo žádný účinek.

Tak byl objeven fenomén termionické emise a byla vytvořena první rádiová elektronka, elektrovakuová dioda.

Termionická emise (Richardsonův efekt, Edisonův efekt) - jev emise elektronů zahřátými tělesy. Koncentrace volných elektronů v kovech je poměrně vysoká, proto i při středních teplotách mají některé elektrony v důsledku distribuce elektronů z hlediska rychlostí (z hlediska energie) dostatek energie k překonání potenciálové bariéry na hranici kovu. S rostoucí teplotou se zvyšuje počet elektronů, jejichž kinetická energie tepelného pohybu je větší než pracovní funkce, a jev termionické emise se stává patrným.

Studium vzorů termionické emise lze provést pomocí nejjednodušší dvouelektrodové lampy - vakuové diody, což je evakuovaný balónek obsahující dvě elektrody: katodu K a anodu A.

Obr.3.1 Konstrukce vakuové diody

V nejjednodušším případě slouží jako katoda vlákno ze žáruvzdorného kovu (například wolframu) zahřátého elektrickým proudem. Anoda je nejčastěji ve formě kovového válce obklopujícího katodu. Označení diody ve schématech elektrického obvodu je na obrázku 3.2.

Rýže. 3.2. Označení vakuové diody ve schématech elektrických obvodů.

Pokud je dioda součástí obvodu, pak když je katoda zahřátá a na anodu je přivedeno kladné napětí (vzhledem ke katodě), objeví se v anodovém obvodu diody proud. Pokud změníte polaritu napětí, proud se zastaví, bez ohledu na to, jak silně je katoda zahřátá. V důsledku toho katoda emituje negativní částice - elektrony.

Pokud je teplota žhavené katody udržována konstantní a je odstraněna závislost anodového proudu na anodovém napětí - charakteristika proud-napětí, pak se ukáže, že není lineární, to znamená, že není splněn Ohmův zákon pro a vakuová dioda. Závislost termionického proudu na anodovém napětí v oblasti malých kladných hodnot popisuje zákon tří sekund

kde B je koeficient závislý na tvaru a velikosti elektrod a také na jejich vzájemné poloze.

S nárůstem anodového napětí se proud zvyšuje na určitou maximální hodnotu, nazývanou saturační proud. To znamená, že téměř všechny elektrony opouštějící katodu se dostanou k anodě, takže další zvýšení intenzity pole nemůže vést ke zvýšení termionického proudu. Závislost termionického proudu na anodovém napětí je na obrázku 3.3.

Rýže. 3.3. Závislost termionického proudu na anodovém napětí

Hustota saturačního proudu tedy charakterizuje emisivitu katodového materiálu. Hustota saturačního proudu je určena Richardsonovým - Deshmanovým vzorcem, odvozeným teoreticky na základě kvantové statistiky:

kde A je pracovní funkce elektronů opouštějících katodu,

T - termodynamická teplota,

C je konstanta, teoreticky stejná pro všechny kovy (toto není potvrzeno experimentem, což je zjevně vysvětleno povrchovými efekty). Snížení pracovní funkce vede k prudkému zvýšení hustoty saturačního proudu. Rádiové elektronky proto používají oxidové katody (například nikl potažený oxidem kovu alkalických zemin), jejichž pracovní funkce je 1–1,5 eV.

Provoz mnoha vakuových zařízení je založen na jevu termionické emise. elektronické spotřebiče.

Elektrovakuová trioda, nebo jednoduše trioda, - elektronická lampa se třemi elektrodami: termionická katoda (přímý nebo nepřímý ohřev), anoda a jedna řídicí mřížka. Vynalezen a patentován v roce 1906 Američanem Lee de Forest. Konstrukce vakuové triody je na obr. 3.4

Obr.3.4 Konstrukce vakuové triody

Triody byly první zařízení používaná k zesílení elektrických signálů na počátku 20. století. Schéma elektrického obvodu triody je na Obr. 3.5

Rýže. 3.5 Symbol pro triodu ve schématech elektrických obvodů

Voltampérové ​​charakteristiky trioda je znázorněna na obrázku 3.6

Rýže. 3,6 Voltampérová charakteristika triody

Proudově napěťová charakteristika triody má vysokou linearitu. Díky tomu vakuové triody vnášejí do zesíleného signálu minimální nelineární zkreslení.

V současné době byly vakuové triody nahrazeny polovodičovými tranzistory. Výjimkou jsou oblasti, kde je potřeba převádět signály s frekvencí řádově stovky MHz - GHz vysokého výkonu s malým počtem aktivních součástek a rozměry a hmotnost nejsou tak kritické, například ve výstupu stupně radiových vysílačů, stejně jako indukční ohřev pro povrchové kalení. Výkonné radioelektronky mají srovnatelné výkonné tranzistoryúčinnost; jejich spolehlivost je také srovnatelná, ale životnost je mnohem menší. Nízkoenergetické triody mají nízkou účinnost, protože značná část energie spotřebované kaskádou je vynaložena na ohřev, někdy více než polovina celkové spotřeby lampy.

Tetroda je dvoumřížková elektronka určená k zesílení napětí a výkonu elektrických signálů. Schéma elektrického obvodu tetrody je znázorněno na Obr. 3.7

Rýže. 3.7 Symbol tetrody ve schématech elektrických obvodů

Na rozdíl od triody má tetroda mezi řídící mřížkou a anodou stínící mřížku, která zeslabuje elektrostatický účinek anody na řídící mřížku. Ve srovnání s triodou má tetroda velké zesílení, velmi nízkou kapacitu anodové řídicí mřížky a velký vnitřní odpor.
Podle účelu se dělí na tetrody pro zesilování nízkofrekvenčního napětí a výkonu a širokopásmové tetrody pro zesilování videosignálů. Paprsková tetroda, stejně jako obyčejná, je dvoumřížková lampa, ale liší se od posledně jmenované tím, že neexistuje dynatronový efekt, kterého je dosaženo použitím desek tvořících paprsek umístěných mezi stínící mřížkou a anodou a připojených uvnitř balón s katodou. Svazkové tetrody se používají hlavně k zesílení nízkofrekvenčního výkonu v koncových fázích přijímačů, televizorů a dalších zařízení.

Pentoda(z jiného řeckého πέντε pět, podle počtu elektrod) - vakuová elektronka se stínící mřížkou, ve které je mezi stínící mřížkou a anodou umístěna třetí (ochranná nebo antidynatronová) mřížka. Podle konstrukce a účelu jsou pentody rozděleny do čtyř hlavních typů: nízkovýkonové vysokofrekvenční zesilovače, výstupní pentody pro video zesilovače, výstupní pentody zesilovačů nízké frekvence a výkonné generátorové pentody.

Stíněné elektronky, tetroda a pentoda, překonávají triodu na vysokých frekvencích. Horní pracovní frekvence pentodového zesilovače může dosáhnout 1 GHz. Účinnost výkonového zesilovače založeného na pentodách (asi 35 %) je výrazně vyšší než účinnost zesilovače založeného na triodách (15 %-25 %), ale poněkud nižší než účinnost zesilovače založeného na paprskových tetrodách.

Nevýhody pentod (a obecně všech stíněných svítidel) jsou vyšší než u triody, nelineární zkreslení, ve kterém převládají liché harmonické, výrazná závislost zesílení na zatěžovacím odporu, vyšší úroveň vlastního šumu . .

Složitější jsou víceelektrodové výbojky se dvěma řídicími mřížkami – heptodami, které se objevily v souvislosti s vynálezem superheterodynního příjmu.

Obsah článku

ELEKTROVAKUUM A ZAŘÍZENÍ PRO VYPOUŠTĚNÍ PLYNU, elektronky používané ke generování, zesilování nebo stabilizaci elektrických signálů. Elektronka je v podstatě uzavřená ampule, ve které se elektrony pohybují ve vakuu nebo v plynném prostředí. Ampule je obvykle vyrobena ze skla nebo kovu. Elektronický tok je řízen elektrodami uvnitř lampy.

Přestože polovodičová zařízení nahradila elektronky ve většině aplikací, elektronky stále nacházejí uplatnění ve video terminálech, radarech, satelitní komunikace a mnoho dalších elektronických zařízení.

Lampa má několik vodivých prvků nazývaných elektrody. Emise elektronů v lampě je prováděna katodou. Tato emise je způsobena buď zahříváním katody, v důsledku čehož se elektrony „vaří“ a vypařují z jejího povrchu, nebo působením světla na katodu. Pohyb emitovaných elektronů je řízen elektrickými poli vytvořenými jinými elektrodami uvnitř lampy. Ve většině případů jsou elektrody lampy vzájemně izolovány a připojeny k externím obvodům pomocí vodičů. Elektrody, které slouží k řízení pohybu elektronů, se nazývají mřížky; elektrody, kde se elektrony shromažďují, se nazývají anody.

Ve vakuové trubici je relativně snadné ovládat velikost, trvání, frekvenci a další charakteristiky toku elektronů. Tato jednoduchost a snadná obsluha z něj činí cenný nástroj v mnoha aplikacích.

Termionická emise.

Elektrony samovolně nepřekračují povrchovou vrstvu kovu působením přitažlivých sil, jejichž zdrojem je samotný kov. Potenciální energii elektronu v libovolném bodě kovu v blízkosti jeho povrchu lze znázornit ve formě grafu (obr. 1), ze kterého je vidět, že aby se elektron dostal za povrch kovu, musí se zvětšit jeho energie T 0 , kterou má při absolutní nulové teplotě, navíc o hodnotu W. Při pokojové teplotě má velmi malý počet elektronů energii potřebnou k úniku, ale jak teplota stoupá, energie elektronů se zvyšuje a blíží se úrovni potřebné pro emisi. V elektronické elektronky ah, potřebnou tepelnou energii dodává elektrický proud procházející drátěným vláknem (topením) umístěným v lampě.

Dioda.

Poté, co elektrony opustí katodu, je jejich pohyb určen silami elektrických polí, které na ně působí ve vakuu. V nejjednodušší elektronické lampě - diodě - jsou elektrony přitahovány kladným potenciálem druhé elektrody - anody, kde jsou shromažďovány a předávány do obvodu odpovídajícího obvodu (obr. 2). Dioda je tedy zařízení, které propouští proud pouze jedním směrem - od anody ke katodě - a je tedy usměrňovačem. Jednoduchou ukázkou použití diody je obvod znázorněný na Obr. 3, kde dioda slouží k nabíjení kondenzátoru napětím ze zdroje střídavý proud. Když je katodový potenciál pod potenciálem anody, proud protéká diodou, takže se nakonec kondenzátor nabije až na špičkové napětí střídavého zdroje. Možnosti diagramu Obr. 3 se používají pro detekci signálu zvukový kmitočet z vysokofrekvenčních vln a získat energii stejnosměrný proud ze zdrojů střídavého proudu.

Trioda.

Trioda je elektronická elektronka, ve které je mezi katodou a anodou instalována třetí (řídicí) elektroda (obr. 4). Tato elektroda je obvykle mřížka z jemných drátků, namontovaná velmi blízko katody, takže při malém potenciálovém rozdílu mezi mřížkou a katodou působí v oblasti mezi těmito dvěma elektrodami relativně vysoké elektrické pole. V tomto případě bude mít potenciál mřížky silný vliv na elektrony.

Typický obvod triodového zesilovače je znázorněn na Obr. 5. K síti je připojena baterie se záporným předpětím, označená Vejce. Protože mřížka má negativní potenciál vzhledem ke katodě, nebude přitahovat elektrony z proudu pohybujícího se od katody k anodě. Anoda je udržována na kladném potenciálu vzhledem ke katodě, kterou poskytuje baterie E str. Hodnoty parametrů Vejce, E str, odpor rezistoru Rg v síťovém obvodu a zatěžovacím rezistoru R L zvolte tak, aby lampou protékal určitý proud. Potenciál anody se proto ukazuje být poněkud menší než potenciál E str jeho zdroj energie v důsledku toku proudu R L.

Pokud je na mřížku přiveden kladný signál přes kondenzátor, ovlivní to elektrony opouštějící katodu. Protože je taková mřížka pro elektrony slabou fyzickou překážkou, projdou mřížkou k anodě. Proto při změně potenciálu sítě v pozitivní stránka proud triodou roste a napětí na anodě klesá. (Tento pokles je způsoben zvýšením poklesu napětí napříč R L spojené se zvýšením proudu.) Pokud vstupní signál přicházející do sítě změní svůj potenciál v záporném směru, dojde k opačnému procesu; napětí na anodě se zvyšuje. U mnoha elektronek změna napětí sítě v podstatě určuje změnu anodového proudu; z toho vyplývá, že změny napětí na anodě jsou určeny volbou R L. Výsledkem je, že malá změna síťového napětí může být dostatečně velká R L způsobit mnohem větší změnu napětí na anodě.

víceelektrodové lampy.

Je logické položit si otázku: jaký by mohl být účinek zvýšení počtu mřížek ve vakuové trubici? Obvykle je druhá mřížka, která se nazývá mřížka obrazovky a je udržována na kladném potenciálu, umístěna mezi řídicí mřížkou a anodou. Jeho úlohou je odstínit řídicí mřížku od anody, čímž se sníží kapacita mezi nimi, což může v některých případech vést k nežádoucím efektům. zpětná vazba. Lampa se dvěma mřížkami (čtyřmi elektrodami) se nazývá tetroda. V některých případech je mezi mřížku obrazovky a anodu přidána další mřížka - antidynatronová, výsledkem je pětielektrodová lampa nebo pentoda. V tetrodě elektrony, které dosáhnou povrchu anody, vyrazí sekundární elektrony, když na ni narazí. Některé z nich se mohou pohybovat v opačném směru a být shromažďovány mřížkou, která má obvykle potenciál blízký potenciálu anody. Takový proces způsobuje ztráty v celkovém toku elektronů procházejících anodou (v anodovém proudu). Antidynatronová mřížka umístěná mezi mřížkou stínítka a anodou je udržována na záporném potenciálu vzhledem k oběma sousedním elektrodám, takže vracející se elektrony jsou jí odpuzovány zpět k anodě. Na Obr. 6 ukazuje typický pentodový spínací obvod.

V některých případech jsou z důvodu úspory místa a peněz kombinovány dvě samostatné konstrukce vakuových trubic v jediném uzavřeném balení.

katodové trubice.

Katodová trubice (CRT) využívá svazek elektronů z vyhřívané katody k reprodukci obrazu na fluorescenční obrazovce. Tento paprsek je pečlivě zaostřen do paprsku, který vytváří na obrazovce malý bod a excituje elektrony fosforu obrazovky, což vede k emisi světla. Tento paprsek se působením elektrického nebo magnetického pole při popisu trajektorie na stínítku vychyluje a pomocí řídící elektrody lze měnit intenzitu paprsku a tím měnit jas bodu. Část CRT, ve které je vytvořen fokusovaný elektronový paprsek, se nazývá elektronový reflektor. Elektronický projektor je sice hlavní součástí CRT, ale vzhledem ke své složitosti bude zvažován po jiných.

Systémy vychylování paprsku.

Na výstupu elektronového projektoru se získá úzký elektronový paprsek, který může být na své cestě k plátnu vychýlen elektrickým nebo magnetickým polem. Elektrická pole se běžně používají v CRT s malými obrazovkami, jako jsou ty, které se nacházejí v osciloskopech. Magnetická pole jsou nutná k vychýlení paprsku v televizních CRT s velkými obrazovkami.

V systémech vychylování elektrického pole je vektor pole orientován kolmo k počáteční dráze paprsku (která se obvykle označuje směrem z). Vychýlení se provádí aplikací rozdílu potenciálů na dvojici vychylovacích desek, jak je znázorněno na Obr. 7. Obvykle se vychylovací desky vychylují ve vodorovném směru (směr X) úměrně času. Toho je dosaženo aplikací napětí na vychylovací desky, které se rovnoměrně zvyšuje, když paprsek prochází přes stínítko. Poté toto napětí rychle klesne na původní úroveň a opět se začne rovnoměrně zvyšovat. Signál, který má být vyšetřován (obvykle periodické kmitání), je aplikován na desky vychylující se ve vertikálním směru ( y). V důsledku toho, pokud se doba trvání jednoho horizontálního rozmítání rovná periodě nebo odpovídá frekvenci opakování signálu y, obrazovka bude nepřetržitě zobrazovat jednu periodu vlnění. V případech, kdy je vyžadována velká výchylka, se použití elektrického pole k vychýlení paprsku stává neúčinným.

Aby paprsek vytvořil na stínítku dostatečně jasný bod a vychylovací potenciál nedosáhl průrazného napětí mezi vychylovacími deskami, musí elektrony dostat velké zrychlení. Kromě toho by CRT neměla být příliš dlouhá, aby se zařízení, ve kterém má být používáno, nestalo nepřijatelně objemným. Konečně je také omezena délka vychylovacích desek. Při použití magnetických polí k vychýlení paprsku ve velkých úhlech se CRT ukáže jako krátká (obr. 8).

Luminiscenční obrazovka.

Luminiscenční stínítko je vytvořeno nanesením tenké vrstvy fosforu na vnitřní povrch koncové stěny kónické části CRT. Kinetická energie elektronů bombardujících stínítko se přemění na viditelné světlo.

Elektronický projektor.

V úzkém hrdle CRT žárovky je umístěn elektronický hledací světlomet. Jedno z mnoha možných provedení elektronického hledacího světlometu je schematicky znázorněno na Obr. 9, A. Katoda a řada blízko sebe umístěných válcových elektrod jsou vyrovnány podél jejich společné osy. Na Obr. 9, b zvětšení ukazuje zaostřovací oblast paprsku (tedy "čočku" elektronového projektoru), ve které působí nehomogenní, ale osově symetrické elektrické pole. Vektory elektrického pole jsou na obrázku všude kolmé k ekvipotenciálním plochám a směřují doleva, protože druhá anoda má vyšší potenciál než první. V tomto případě jsou elektrony formovány do konvergujícího paprsku, který je díky správnému nastavení tvaru elektrod a jejich relativních potenciálů přesně zaostřen, když dosáhnou povrchu stínítka. V některých případech se zaostřování provádí pomocí magnetického pole nasměrovaného rovnoběžně s osou CRT. Na Obr. 9, v je vysvětlen princip takového zaostřování.

Elektrický potenciál, který určuje nejvyšší rychlost elektronů na výstupu elektronického projektoru se pohybuje od několika stovek do 10 000 V. Za provozu je obvykle uzemněna poslední urychlovací elektroda (druhá anoda). Elektrody mají diafragmy s kulatými otvory, které odříznou periferní elektrony od paprsku, čímž zabraňují rozmazání bodu. Navíc zachycují sekundární emisní elektrony vracející se z různých povrchů vnitřních součástí CRT.

Fotoelektronická zařízení.

Fotoelektronické elektrovakuové zařízení (fotočlánek) je elektronická lampa s katodou, která emituje elektrony, když na ni dopadá viditelné světlo nebo infračervené nebo ultrafialové záření. Změny intenzity záření způsobují odpovídající změny v toku elektronů v lampě, a tím i v proudu ve vnějším obvodu.

Ve vědeckém výzkumu a technice se k měření osvětlení používají fotoelektronická zařízení. Používají se také v zařízeních pro řízení veřejného osvětlení, pro vyrovnávání barev v televizi a shodu barev v tisku, pro počítání objektů ve výrobě. Fotoelektronická zařízení se používají ke čtení zvuku při promítání filmů. Zvuk je zaznamenáván na film jako souvislá stopa s proměnlivou hustotou, která moduluje světelný paprsek nasměrovaný na fotoelektronické zařízení. Výstupní signál tohoto zařízení je úměrný hustotě zvukové stopy zaznamenané na filmu.

Na Obr. deset, A jsou znázorněny voltampérové ​​charakteristiky typické elektrovakuové fotobuňky a na Obr. deset, b jsou relativní spektrální charakteristiky typického fotoelektronického zařízení a lidského oka při konstantní intenzitě světla a měnící se vlnové délce záření. Absolutní hodnoty amplitud spektrálních charakteristik závisí na volbě materiálu pro citlivý povrch fotokatody.

V některých případech se do zařízení zavádí plyn, aby se zvýšila jeho proudová citlivost. Tato citlivost se však stává silně závislou na anodovém potenciálu, zatímco ve vakuové fotobuňce zůstává výstupní signál v širokém rozsahu anodových potenciálů nezměněn (obr. 11).

Fotonásobič.

Působení fotonásobiče je založeno na použití sekundárních elektronů, které se uvolňují, když elektron vlastní vysoká rychlost narážející na kovový povrch. Zařízení funguje následovně. Elektrony emitované obyčejnou fotokatodou jsou přitahovány elektrickým polem dynody - elektrody, jejíž potenciál je o něco vyšší než potenciál katody. Když elektron narazí na dynodu, vyletí z ní několik sekundárních elektronů. Zrychlují se směrem ke druhé dynodě, která je na vyšším potenciálu než první, a v důsledku srážky vzniká ještě větší množství sekundárních elektronů. Po několika takových fázích kaskádového „množení“ elektronů proces konečně dosáhne anodu, která elektrony shromažďuje. Výrazně zvýšený počet elektronů shromážděných anodou vytváří mnohem větší proud ve srovnání s proudem fotokatody. Pokud každý elektron zasáhne dynodu vypadne n sekundárních elektronů, pak s počtem dynod rovným k, aktuální zisk bude nk. Poloha dynod je pečlivě vypočítána tak, aby většina elektronů opouštějících jednu dynodu skončila na druhé a tak dále. Na Obr. 12, A je ukázáno, jak je tento proces realizován v relativně omezeném objemu elektronky. Na Obr. 12, b je uvedeno schéma zapojení typického fotonásobiče. Rezistory všech dynod mají většinou stejný odpor. Na Obr. 12, v je dána aktuální charakteristika fotonásobiče. V tomto případě je potenciální rozdíl mezi sousedními dynodami 100 V a výsledný proudový zesilovací faktor je 10 6 .

Výbojky.

Výbojka je vakuová trubice, která obsahuje dostatek plynu, který výrazně ovlivňuje její výkon. Tlak tohoto plynu je nižší než atmosférický tlak. Obvykle se k plnění výbojek používají inertní plyny (neon, argon atd.) nebo rtuťové páry. Charakteristiky lampy jsou určeny jak vlastnostmi použitého plynu, tak jeho tlakem uvnitř lampy.

Srážky a ionizace.

Přítomnost molekul plynu v elektronové trubici může způsobit dva efekty. Srážky s molekulami mohou způsobit zpomalení toku elektronů v lampě (takové srážky mohou vést ke zvýšení prostorového náboje se vznikem elektronového oblaku kolem katody, což způsobí pokles proudu), a pokud jsou elektrony urychleny o dostatečně velký potenciálový rozdíl, mohou vyrazit elektrony z molekul plynu a zanechat za nimi kladně nabité ionty. Tento proces se nazývá ionizace. Pokud je urychlovací potenciál v lampě ještě vyšší, pak primární elektron a elektron uvolněný z molekuly během procesu ionizace mohou být urychleny na tak vysokou rychlost, že způsobí další ionizaci. Takový proces vede k výboji - šíření ionizace v prostoru mezi anodou a katodou výbojky. Vzdělání velký počet kladné ionty a elektrony uvolněné během ionizace zvyšují proud protékající lampou a odpor lampy při vybíjení je velmi malý.

Výbojkové diody a plynové výbojky.

Plynová výbojková dioda (gastron) je dioda, ve které přítomnost plynu vytváří vysokou vodivost v propustném směru. Elektrony emitované katodou jsou urychlovány směrem k anodě a v důsledku toho dochází k výboji. Vybíjení pokračuje, dokud anodový potenciál neklesne pod určitý vypínací potenciál. Jakmile se však anoda stane zápornou, nedostatek elektronů již není schopen znovu iniciovat výboj. Pokud však anodový potenciál klesne na velkou zápornou hodnotu (například více než -100 V), pak je výboj spuštěn elektrony emitovanými anodou. Jinými slovy anoda emituje elektrony snadněji, když její potenciál není nulový, ale záporný. Elektrony mohou být uvolněny tepelnou emisí i při pokojové teplotě v důsledku jejich tepelného pohybu. Mohou se také objevit v důsledku fotoelektrických procesů způsobených bombardováním fotony. V každém případě emitované elektrony způsobí ionizaci ve výbojce a následně výboj. Proto se na anody plynových výbojových diod obvykle nepřivádí velká záporná napětí. Takové diody však nacházejí použití v nízkonapěťových usměrňovacích obvodech, zejména v nabíječkách baterií, kde je vyžadován vysoký propustný proud.

Neonová lampa je plynová výbojková dioda se dvěma stejnými elektrodami bez topných těles. Na Obr. 13 ukazuje charakteristiku proud-napětí takové lampy. Je snadné vidět, že úbytek napětí na lampě zůstává téměř nezměněn po „rozsvícení“ lampy přivedením napětí o něco vyššího, než je počáteční. Tato charakteristika plynových výbojek pracujících v oblasti samočinného doutnavého výboje z nich činí užitečná zařízení pro udržování konstantního napětí v obvodu s proměnlivým zatěžovacím proudem. Obvykle se pro takové stabilizátory napětí (zenerovy diody) používají speciálně navržené lampy, ale vhodná je i jednoduchá neonová lampa. Připojte lampy ke zdroji napětí přes sériový odpor, abyste zabránili příliš velkému nárůstu proudu, který by mohl poškodit lampu nebo zdroj napětí.

Thyratron.

Thyratron je trioda s plynovým výbojem, obvykle s vyhřívanou katodou. Tyratronová anoda je typicky udržována na dostatečně vysokém potenciálu, aby iniciovala výboj, když je mřížka na katodovém potenciálu. (Na mřížce je udržován záporný potenciál, aby se zabránilo úniku elektronů z oblasti katody a iniciaci výboje.) Ve správný okamžik, na signál, se mřížkový potenciál zvýší natolik, že spustí výboj. Poté, co dojde k výboji, síť jej neřídí, dokud anodové napětí neklesne na úroveň, při které výboj zhasne.

Malý kladný impuls aplikovaný na mřížku umožňuje zahájit průchod velkého proudu lampou. Tato řídicí funkce určuje užitečnost tyratronu. „Startovací potenciál“ mřížky – napětí, při kterém je iniciován výboj – závisí na potenciálu anody a teplotě plynu ve výbojce.

V iontových (plynem plněných) fotovoltaických článcích se plyn používá k zesílení proudu v důsledku ionizace molekul plynu fotoelektrony. Anodový potenciál se nikdy nepřivede na úroveň, při které se výboj stane soběstačným a nevyžaduje emisi fotoelektronů z katody.

Elektrovakuová zařízení (EVD) jsou zařízení, ve kterých je elektrický proud vytvářen proudem elektronů nebo iontů pohybujících se v prostředí vysokého vakua nebo inertního plynu. EVP se dělí na elektronicky řízené lampy (EUL), katodové trubice (CRT), plynová výbojková zařízení (GDP) a fotoelektrická (fotoelektronická) zařízení.

V EUL je elektrický proud generován pohybem elektronů ve vysokém vakuu (tlak plynu je pouze 1,33 () Pa (mm Hg)) od jedné elektrody ke druhé. Nejjednodušší EUL je dioda.

Dioda. Dioda obsahuje pouze dvě elektrody: katodu a anodu. Katoda je zdrojem volných elektronů. Aby elektrony opustily katodu, je třeba jim dodat další energii, nazývanou pracovní funkce. Elektrony přijímají tuto energii, když je katoda zahřívána elektrickým proudem. Emise elektronů z vyhřívané katody se nazývá termionická emise.

Záporný prostorový náboj tvořený elektrony emitovanými z katody vytváří v blízkosti jejího povrchu elektrické pole, které zabraňuje elektronům opustit katodu a tvoří potenciální bariéru na jejich cestě.

Na anodu je aplikováno kladné napětí vzhledem ke katodě, což snižuje potenciálovou bariéru na povrchu katody. Elektrony, jejichž energie je dostatečná k překonání potenciálové bariéry, opouštějí oblast prostorového náboje, vstupují do urychlujícího elektrického pole anodového napětí a pohybují se směrem k anodě a vytvářejí anodový proud. S nárůstem anodového napětí roste i anodový proud diody.

Při záporném anodovém napětí se potenciálová bariéra na povrchu katody zvětšuje, energie elektronů je nedostatečná k jejímu překonání a diodou neprotéká proud. To je důležitá vlastnost diody – její jednostranná elektrická vodivost.

Na Obr. 3.1 zobrazení konvence diod a schémata jejich připojení ke zdroji anodového napětí.

Trioda. Na rozdíl od diody má trioda tři elektrody: katodu, anodu a mřížku (obr. 3.2, a, b). Mřížka je umístěna

mezi katodou a anodou v bezprostřední blízkosti katody. Pokud je na mřížku aplikováno záporné napětí (obr. 3.2, c), pak se potenciální bariéra na katodě zvýší a anodový proud se sníží. Při nějakém záporném síťovém napětí, nazývaném vypínací napětí U CK .z an , se anodový proud sníží na nulu. Pokud je na mřížku přiloženo kladné napětí (obr. 3.2, d), pak elektrické pole, které tvoří mezi katodou a mřížkou, povede ke snížení potenciálové bariéry a zvýšení anodového proudu.

Vzhledem k tomu, že mřížka je umístěna blíže katodě než anoda, působí na ni přivedené napětí potenciálovou bariéru a anodový proud triody je mnohem silnější než anodové napětí stejné hodnoty. Proto je v triodě anodový proud řízen změnou síťového napětí, nikoli anodového.

Hlavními charakteristikami triody jsou rodiny statických charakteristik anoda-mřížka (přenos), odebraných při různých anodových napětích U a k (obr. 3.3, a) a anodových (výstupních) charakteristik I a \u003d f (U ak), vzatých při různých napětích sítě (obr. 3.3, b).

Nevýhody triody jsou velká propustná kapacita (kapacita mezi mřížkou a anodou) a malý statický zisk. Tyto nedostatky jsou odstraněny zavedením druhé mřížky do EUL.

Tetrode. Jedná se o čtyřelektrodovou elektronicky řízenou lampu obsahující katodu, anodu a dvě mřížky (obr. 3.4, a). První mřížka, umístěná v blízkosti katody, slouží stejně jako u triody k řízení anodového proudu a nazývá se řídicí mřížka. Druhá mřížka, umístěná mezi první mřížkou a anodou, je jakousi clonou mezi těmito elektrodami. V důsledku stínění druhé mřížky se výrazně sníží propustná kapacita lampy a vliv anodového napětí na

Potenciální bariéra na povrchu katody. Proto, aby se vytvořil směrovaný pohyb elektronů od katody k anodě, je na druhou mřížku, nazývanou stínící mřížka, přivedeno kladné napětí U c 2 k, které je stejné nebo o něco menší než anodové napětí. V tomto případě část elektronů vstupuje do stínící mřížky a vytváří proud I c2 této mřížky.

Elektrony dopadající na anodu z ní vyrážejí sekundární elektrony. Když (a takové případy se stávají během provozu tetrody), sekundární elektrony jsou přitahovány stínící mřížkou, což vede ke zvýšení proudu stínící mřížky a snížení anodového proudu. Tento jev se nazývá dinatronový efekt. Aby se eliminoval dynatronový efekt, který omezuje pracovní oblast EUL, je mezi anodou a stínící mřížkou vytvořena potenciální bariéra pro sekundární elektrony. Taková bariéra vzniká zvýšením hustoty toku elektronů v důsledku jeho fokusace v tetrodách svazku (obr. 3.4, b) nebo zavedením třetí mřížky mezi stínící mřížku a anodu, která má zpravidla nulový potenciál.

Pentoda. Pětielektrodová EUL se nazývá pentoda (obr. 3.4, i). Nulový potenciál třetí mřížky, která se nazývá antidynatron nebo ochranná, poskytuje elektrické připojení ji s katodou.

Hlavními charakteristikami tetrod a pentod jsou rodiny statické anody (výstupu) at a mřížkové anody na charakteristikách, které jsou brány při konstantním napětí U c 2k a vyneseny do stejného grafu (obr. 3.5).

Parametry charakterizující zesilovací vlastnosti EUL jsou:

strmost charakteristiky anoda-mřížka

vnitřní (diferenciální) odpor

statický zisk

Parametry S, a , nazývané diferenciální, jsou propojeny vztahem .

CATHONY RAY TUBE

Katodové trubice (CRT) jsou elektronická elektrovakuová zařízení, která využívají proud elektronů koncentrovaných ve formě paprsku. Tato zařízení jsou ve formě trubky prodloužené ve směru paprsku. Hlavními prvky CRT jsou skleněný válec nebo baňka, elektronický světlomet, vychylovací systém a obrazovka (obr. 3.6).

Válec 7 slouží k udržení potřebného vakua v CRT a ochraně elektrod před mechanickými a

klimatickými vlivy. Část vnitřního povrchu válce je pokryta grafitovým filmem 8, zvaným aquadag. Na aquadag je aplikováno kladné napětí vzhledem ke katodě.

Elektronický světlomet je navržen tak, aby vytvořil fokusovaný elektronový paprsek (paprsek) s požadovanou proudovou hustotou. Skládá se z termionické katody 2, uvnitř které je ohřívač 1, řídicí elektroda 3, nazývaná modulátor, první 4 a druhých 5 anod. Modulátor a anody jsou vyrobeny ve formě dutých válců koaxiálních s válcovou katodou.

Modulátor je připojen ke zdroji záporného napětí, nastavitelné od nuly do několika desítek voltů. Na anody jsou aplikována kladná napětí: několik set voltů pro první a několik kilovoltů pro druhé.

Mezi modulátorem a první anodou se vytvoří nehomogenní elektrické pole, které soustředí všechny elektrony, které vyletěly z katody a prošly otvorem modulátoru, do určitého bodu na ose CRT v dutině první anody. Takové elektrické pole se nazývá elektrostatická čočka.

Mezi první a druhou anodou je vytvořena druhá elektrostatická čočka. Na rozdíl od prvního, krátkého ohniska, je to dlouhé ohnisko: jeho ohnisko je umístěno na ose CRT v rovině obrazovky 9.

Změna napětí modulátoru vede ke změně počtu elektronů, které mohou překonat potenciálovou bariéru na katodě a vstoupit do urychlujícího elektrického pole první anody. Proto napětí modulátoru určuje hustotu elektronového paprsku a jas svítícího bodu na obrazovce CRT. Zaostření paprsku na obrazovce CRT je dosaženo změnou nerovnoměrného elektrického pole druhé elektrostatické čočky změnou napětí první anody.

Vychylovací systém slouží k nasměrování zaostřeného elektronového paprsku do libovolného bodu na obrazovce. Toho je dosaženo vystavením elektronového paprsku příčnému elektrickému nebo magnetickému poli.

Při vychylování elektronového paprsku elektrickým polem (elektrostatická výchylka) jsou vychylovací napětí aplikována na dva vzájemně kolmé páry rovnoběžných desek 6. Elektronový paprsek procházející mezi deskami je vychylován směrem k desce s vysokým potenciálem. Desky, mezi nimiž elektrické pole vychyluje elektronový paprsek v horizontálním směru, se nazývají horizontálně vychylující nebo X-desky a ve vertikálním - vertikálně vychylující nebo Y-desky.

Hlavním parametrem elektrostatického vychylovacího systému je výchylková citlivost S, definovaná jako poměr výchylky svítícího bodu na CRT obrazovce k výchylkovému napětí. Pro moderní CRT S E = 0,1 ... 3 mm / V.

Spolu s elektrostatickým se využívá také magnetické vychylování elektronového paprsku. Vychylovací magnetické pole vzniká proudem procházejícím dvěma páry cívek umístěných vzájemně kolmo na hrdle CRT.

Obrazovky 9 katodové trubice, používané k přeměně elektrických signálů na světlo, jsou pokryty speciální složení- fosfor, který svítí, když na něj dopadá fokusovaný elektronový paprsek. Jako fosfor se používají sulfidy zinku a zinku-kadmia, křemičitan zinečnatý (willemit), wolframany vápenaté a kadmia. Takové obrazovky se nazývají fluorescenční.

Pouze část energie elektronového paprsku se spotřebuje na záři fosforu. Zbytek energie paprsku se přenese na elektrony stínítka a způsobí emisi sekundárních elektronů z povrchu stínítka. Sekundární elektrony jsou přitahovány aquadagem, který je obvykle elektricky spojen s druhou anodou.

CRT obrazovky používané k získání barevného obrazu obsahují zrna fosforu s modrou, červenou a zelenou září - triády uspořádané v určitém pořadí. V hrdle tubusu jsou tři autonomní elektronické světlomety. Jsou uspořádány tak, že jejich elektronové paprsky se protínají v určité vzdálenosti od stínítka. V rovině průsečíku paprsků je instalována stínová maska, ve které je velké množství otvorů. Po průchodu otvory v masce dopadá každý z elektronových paprsků na svůj vlastní prvek triády (obr. 3.7).

V důsledku smíchání tří barev různého jasu se získá záře požadované barvy.

Kromě luminiscenčního existují dielektrické obrazovky. Elektronový paprsek, pohybující se po takovém stínítku, vytváří na svých úsecích různé náboje, tedy jakýsi potenciálový reliéf, který lze udržet po dlouhou dobu. Dielektrické obrazovky se používají v paměťových CRT, nazývaných potenciáloskopy.

ZAŘÍZENÍ NA VÝPLYN PLYNU

Princip činnosti plynových výbojových zařízení (GDP) je založen na elektrických jevech probíhajících v plynném prostředí.

Hydraulické lámací válce jsou plněny inertními plyny (neon, argon, helium atd.), jejich směsmi, vodíkem nebo parami rtuti. Za normálních podmínek je většina atomů a molekul plynu elektricky neutrální a plyn je dobrým izolantem. Zvýšení teploty, vystavení silným elektrickým polím nebo částicím s vysokou energií způsobuje ionizaci plynu. Ionizace plynu, ke které dochází, když se rychle letící elektrony srazí s neutrálními atomy plynu, se nazývá nárazová ionizace. Je doprovázen výskytem volných elektronů a kladných iontů, což vede k výraznému zvýšení elektrické vodivosti plynu. Silně ionizovaný plyn se nazývá elektron-iontové plazma nebo jednoduše plazma.

Spolu s procesem ionizace plynu existuje také inverzní proces zvaný rekombinace. Protože energie elektronu a kladného iontu je větší než energie neutrálního atomu, při rekombinaci se část energie uvolní, což je doprovázeno svitem plynu.

Průběh předání elektrický proud přes plyn se nazývá elektrický výboj v plynu. Proudově napěťová charakteristika plyno-výbojové mezery je znázorněna na Obr. 3.8.

Při napětí U 3, nazývaném zápalné napětí, se ionizace plynu stává lavinou. Odpor plynové výbojové mezery mezi anodou a katodou prudce klesá a ve HF se objevuje doutnavý výboj (sekce CD). Hořící napětí U r podporující doutnavý výboj je o něco menší než zapalovací napětí. Při doutnavém výboji se kladné ionty pohybují směrem ke katodě a dopadem na její povrch zvyšují počet elektronů emitovaných z ní v důsledku zahřívání a sekundárního

Noahova emise elektronů. Protože v tomto případě není potřeba externí ionizátor, doutnavý výboj se nazývá samoudržovací, na rozdíl od výboje v sekci AB, který pro svůj vzhled vyžaduje externí ionizátor (kosmické záření, termionická emise atd.) a je tzv. nesamostatný. Při výrazném zvýšení proudu dochází při hydraulickém štěpení k obloukovému výboji (sekce EF). Pokud je obloukový výboj podporován termionickou emisí katody v důsledku jejího zahřívání kladnými ionty dopadajícími na povrch, nazývá se výboj samoudržovací. Pokud je termionická emise katody vytvořena jejím ohřevem z externího zdroje napětí, pak se obloukový výboj nazývá nesamoudržovací.

Využívá se doutnavý výboj doprovázený plynovým žhavením neonové lampy, znak výboje a lineární indikátory, zenerovy diody a některé další hydraulické štěpení.

indikátory vypouštění plynu. ikonický indikátory vypouštění plynu sestávají z válce plněného plynem, deseti katod a jedné společné anody. Katody jsou ve formě čísel, písmen nebo jiných znaků. Napětí je přivedeno na anodu a jednu z katod přes omezovací odpor. Mezi těmito elektrodami vzniká doutnavý výboj, který má tvar katody. Přepínáním různých katod lze zobrazit různá znamení. Indikátory segmentových značek jsou všestrannější. Segmentový doutnavý indikátor IN-23, sestávající ze 13 segmentů, tedy umožňuje při vhodném přepínání katodových segmentů zvýraznit libovolné číslo od 0 do 9, písmeno ruské nebo latinské abecedy.

Lineární indikátory výboje plynu (LGI) zobrazují informace o napětí nebo proudu v obvodu ve formě svítících bodů nebo čar. Poloha tečky a délka čáry jsou úměrné napětí nebo proudu v obvodu. Systém elektrod LGI má podlouhlý válcový tvar.

Zenerova dioda s plynovou výbojkou. Zenerova dioda (obr. 3.9, a) má dvě elektrody - katodu 1, vyrobenou ve formě dutého válce, a anodu 3 ve formě tenké tyče umístěné podél katody OSB. Pro snížení zapalovacího napětí je na vnitřní stranu katody přivařen malý kolík 2, nazývaný zapalovací elektroda.

Činnost doutnavé zenerovy diody je založena na udržování téměř konstantního hořícího napětí na jejích elektrodách při výrazné změně proudu protékajícího zenerovou diodou (sekce CD na obr. 3.8).

Zenerovy diody slouží ke stabilizaci napětí ve stejnosměrných obvodech.

Thyratron. Složitějším hydraulickým štěpením je tyratron. Obsahuje katodu, anodu a jednu nebo více řídicích elektrod nazývaných mřížky. Tyratron může být ve dvou stabilních stavech: nevodivý a vodivý. Na Obr. 3.9, b znázorňuje zařízení tyratronu se studenou katodou typu MTX-90. Tyratron se skládá z válcové katody 1, tyčové kovové anody 2 a kovového pletiva 3 vyrobeného ve formě podložky. Když je na mřížku přivedeno malé kladné napětí vzhledem ke katodě, dochází mezi mřížkou a katodou k pomocnému „tichému“ výboji. Když se na anodu přivede kladné napětí, výboj se přenese na anodu. Čím vyšší je pomocný výbojový proud v síťovém obvodu, tím nižší je zapalovací napětí tyratronu. Po výskytu výboje mezi katodou a anodou neovlivní změna síťového napětí proudovou sílu tyratronu a proud přes tyratron lze zastavit snížením anodového napětí na hodnotu nižší než je hoření. Napětí.

Tyratrony s doutnavým výbojem spotřebovávají velmi málo energie, pracují v širokém teplotním rozsahu, nejsou citlivé na krátkodobá přetížení a jsou připraveny k okamžité akci. Díky těmto vlastnostem se používají v pulzních zařízeních, generátorech, některých uzlech výpočetních zařízení, v reléových zařízeních, zobrazovacích zařízeních atd.

FOTOELEKTRICKÉ ZAŘÍZENÍ

Mezi elektrovakuová a plynová výbojová fotovoltaická zařízení patří fotobuňky a fotonásobiče, jejichž princip činnosti je založen na využití vnějšího fotoelektrického jevu.

Fotobuňka (obr. 3.10) má skleněnou baňku 2, ve které vzniká vakuum (elektrovakuová fotobuňka

ment) nebo která je naplněna inertním plynem (plynový výbojový fotočlánek) Skládá se z anody a fotokatody Fotokatoda je vnitřní povrch baňky 3 (s výjimkou malé plochy - okénko 1), krytý vrstva stříbra, na které je nanesena vrstva oxidu cesného. Anoda 4 je vytvořena ve formě prstence, aby nerušila světelný tok. Anoda a katoda jsou opatřeny vývody 6 procházejícími plastovým držákem 5 baňky.

Když je fotokatoda osvětlena světelným tokem, elektrony z ní vyrazí. Pokud se na anodu přivede kladné napětí vzhledem ke katodě, elektrony vyražené z fotokatody budou přitahovány k anodě a vytvoří se v jejím obvodu fotoproud I f. Závislost fotoproudu na světelném toku Ф se nazývá světelný ha-

vlastnosti fotobuňky. Fotoproud také závisí na napětí U aplikovaném mezi fotokatodou a anodou. Tato závislost se nazývá anoda CVC. Má výraznou oblast nasycení, na které fotoproud málo závisí na anodovém napětí (obr. 3.11, a)

U fotočlánků s plynovým výbojem způsobuje zvýšení napětí U ionizaci plynu a zvýšení fotoproudu (obr. 3.11, b).

Vzhledem k malé hodnotě fotoproudu (až několik desítek mikroampérů u vakuových fotočlánků a několik mikroampérů u plynových výbojových fotočlánků) se fotočlánky obvykle používají u elektronkových nebo tranzistorových zesilovačů.

Fotonásobič (PMT) je EEW, ve kterém je fotoelektronový emisní proud zesílen sekundární emisí elektronů. Ve skleněné nádobě PMT (obr. 3.12), ve které je udržováno vysoké vakuum, jsou kromě fotokatody K a anody A další elektrody, které jsou emitory sekundárních elektronů a nazývají se dynody. Počet dynod v PMT může dosáhnout 14. Na dynody jsou aplikována kladná napětí a jak se vzdálenost od fotokatody zvětšuje, napětí na dynodě se zvyšuje. Napětí mezi sousedními dynodami je asi 100 V. Při rozsvícení fotokatody vylétají z jejího povrchu elektrony, které jsou urychlovány elektrickým odstraněním polem prvního

dynody a dopadnou na první dynodu a vyrazí z ní sekundární elektrony. Počet posledně jmenovaných je několikrát větší než počet elektronů emitovaných z fotokatody. Působením elektrického pole mezi první a druhou dynodou dopadnou elektrony, které vylétly z první dynody, na druhou dynodu D2 a vyrazí z ní sekundární elektrony. Počet sekundárních elektronů vyřazených z dynody D2 je několikrát větší než počet elektronů, které ji zasáhly. Na každé dynodě tedy dochází ke zvýšení počtu sekundárních elektronů. V důsledku toho dochází ve fotonásobiči k mnohonásobnému zesílení fotoproudu katody, což umožňuje jejich použití pro měření velmi nízkých světelných toků. Výstupní proud PMT dosahuje několika desítek miliampérů.

Kontrolní otázky a úkoly

1. Vysvětlete princip řízení anodového proudu v EUL pomocí napětí řídicí sítě.

2. Vyjmenujte hlavní části CRT s elektrostatickým řízením paprsku a vysvětlete jejich účel.

3. Vyjmenujte hlavní typy výbojových zařízení a oblastí
jejich aplikací.

4. Dávejte stručný popis vnější fotoelektrický jev. Jak
Jak se tento jev využívá ve fotobuňkách a fotonásobičích?

Podobné informace.

Elektrovakuová zařízení jsou široce používána. Pomocí těchto zařízení je možné přeměnit elektrickou energii jednoho druhu na elektrickou energii jiného druhu, která se liší tvarem, velikostí a frekvencí proudu nebo napětí, a také energii záření na elektrickou energii a naopak.

S pomocí elektrovakuová zařízení Tisková zeď narozeniny Gorreklama Voroněž.

je možné provádět regulaci různých elektrických, světelných a jiných veličin plynule nebo stupňovitě, vysokou nebo nízkou rychlostí a s nízkými energetickými náklady na vlastní proces regulace, tedy bez výrazného snížení účinnosti, charakteristické pro mnoho dalších metod. regulace a ovládání.

Tyto výhody elektrovakuových přístrojů vedly k jejich využití pro usměrňování, zesilování, generování a frekvenční přeměnu různých elektrických proudů, oscilografii elektrických i neelektrických jevů, automatické řízení a regulaci, přenos a příjem televizního obrazu, různá měření a další procesy.

Elektrovakuová zařízení jsou zařízení, ve kterých má pracovní prostor izolovaný plynotěsným pláštěm vysoký stupeňředění nebo naplněné speciálním médiem (párami nebo plyny) a jejichž působení je založeno na využití elektrických jevů ve vakuu nebo plynu.

Elektrovakuová zařízení se dělí na elektronická zařízení, ve kterých prochází ve vakuu čistě elektronický proud, a iontová zařízení (gas-discharge), která se vyznačují elektrickým výbojem v plynu nebo páře.

V elektronických zařízeních ionizace prakticky chybí a pokud je pozorována v malé míře, nemá znatelný vliv na provoz těchto zařízení. Zředění plynu v těchto zařízeních se odhaduje tlakem zbytkových plynů menším než 10-6 mm Hg. Art., charakteristické pro vysoké vakuum.

V iontových zařízeních je tlak zbytkových plynů 10-3 mm Hg. Umění. a vyšší. Při takovém tlaku se značná část pohybujících se elektronů sráží s molekulami plynu, což vede k ionizaci, a proto v těchto zařízeních probíhá proces elektron-iont.

Působení vodivých (bezvýbojových) elektrovakuových zařízení je založeno na využití jevů spojených s elektrickým proudem v pevných nebo kapalných vodičích ve zředěném plynu. V těchto zařízeních nedochází k elektrickému výboji v plynu nebo ve vakuu.

Elektrovakuová zařízení se dělí podle různých kritérií. Zvláštní skupinou jsou elektronky, tedy elektronická zařízení určená pro různé transformace elektrické veličiny. Podle účelu jsou tyto výbojky generátorové, zesilovací, usměrňovače, frekvenční měniče, detektory, měřící atd. Většina z nich je navržena pro nepřetržitý provoz, ale vyrábějí i výbojky pro pulzní režim. Vytvářejí elektrické impulsy, tedy krátkodobé proudy, za předpokladu, že doba trvání impulsů je mnohem kratší než intervaly mezi impulsy.

Elektrovakuová zařízení se také klasifikují podle mnoha dalších kritérií: podle typu katody (horká nebo studená), podle konstrukce válce (skleněný, kovový, keramický nebo kombinovaný), podle typu chlazení (přirozené, tj. sálavé, nucené). vzduch, voda).

Úvod
Podtitul této knihy - "Nejlepší způsoby, jak předcházet kriminalitě" - znamená zejména: 1) způsoby, jak se zbavit metly falešných poplachů; 2) Pochopení bezpečnostního personálu...

Schémata napájení zářivek
Zářivky jsou zapojeny do sítě sériově s indukční reaktancí (tlumivkou), která zajišťuje stabilizaci střídavého proudu ve svítidle. Faktem je, že elektrický výboj v plynu ...

Vědecko - technická podpora a údržba
Když jsem kamarádovi řekl, že si chci koupit auto, řekl: "Takové auto by sis měl koupit, protože nemá problémy s opravou, náhradní díly na něj najdeš vždycky." &quo...

Mezi elektrovakuová zařízení patří elektrická zařízení, jejichž provoz je založen na využití proudění elektrické náboje ve vakuu nebo v médiu se zředěným plynem.

Vakuem se rozumí stav plynu, zejména vzduchu, při tlaku nižším než je atmosférický tlak. Pokud se elektrony pohybují volně v prostoru, aniž by se srazily s molekulami zbývajícími po odčerpání plynu, pak

mluví o vysokém vakuu.

Elektrovakuová zařízení se dělí na elektronická, ve kterých je pozorován tok elektrického proudu ve vakuu, a iontová (plyn-výboj), která se vyznačují elektrickým výbojem v plynu (nebo páře). V elektronických zařízeních ionizace prakticky chybí a tlak plynu není menší než 100 µPa (10-6-10-7 mm Hg).

V iontových zařízeních je tlak 133×10-3 Pa (10-3 mm Hg) a vyšší. V

V tomto případě se značná část pohybujících se elektronů srazí s molekulami plynu a ionizuje je.

Elektronická zařízení se nazývají elektronky.

Klasifikace elektronických zařízení se provádí podle následujících kritérií:

Účel a rozsah,

počet elektrod,

Typ katody (přímý nebo nepřímý ohřev),

Elektronická metoda řízení průtoku.

Elektronická zařízení se dělí na:

1. Usměrňovací výbojky (kenotrony) určené ke konverzi

střídavý proud na stejnosměrný proud.

2. Přijímací zesilovací lampy určené k zesílení a převodu

vytváření vysokofrekvenčních kmitů v přijímačích a ke zlepšení kmitání

nízkofrekvenční zákazy v přijímačích a zesilovačích.

V závislosti na počtu elektrod se přijímací zesilovací lampy dělí na:

Dvouelektrodové (diody), mající dvě elektrody - katodu a anodu (diody se používají k detekci (usměrnění) vysokofrekvenčních proudů, přeměně nízkofrekvenčních proudů a různému automatickému řízení

Tříelektrodové (triody), které mají kromě katody a anody ještě třetí elektrodu, řídicí mřížku (triody se používají k zesílení nízkofrekvenčních kmitů a v mnoha speciálních obvodech);

Čtyři elektrody (tetrody) s katodou, anodou a dvěma mřížkami (tetrody se používají k silnému zesílení nízkofrekvenčních oscilací);

Pětielektrodové (pentody) mající katodu, anodu a tři mřížky (pentody se používají k zesílení vysokofrekvenčních a nízkofrekvenčních kmitů, výkonné pentody se používají k zesílení výkonu nízkofrekvenčních kmitů);

Multielektrodové (čtyři mřížky - hexody, pět mřížek - heptody, šest mřížek - oktody) se používají pro převod frekvence v přijímačích;

Kombinovaný, obsahující dva nebo více systémů elektrod s nezávislými

mé proudy elektronů. Existují tyto typy kombinovaných elektronek: dvojitá dioda, dvojitá trioda, dvojitá tetroda, dvojitá

dioda - trioda, dvojitá dioda - tetroda, dioda - tetroda, dioda - pentoda, dvojitá

dioda - pentoda, trioda - pentoda, dvoupaprsková tetroda atd.

3. Generátor a modulační lampy. Tyto lampy jsou výkonnější než přijímače-zesilovače. Používají se pro generování vysokofrekvenčních oscilací, zesilování těchto oscilací ve výkonu a pro modulaci.

Výbojky generátoru a modulátoru jsou tříelektrodové, čtyř-

elektroda a pětielektroda.

4. Ultra-vysokofrekvenční lampy navržené speciálně pro provoz v ultrakrátkých vlnách (VHF). Některé z těchto lamp fungují na stejném principu jako konvenční lampy, a liší se od nich pouze velikostí. Další část lamp VHF pásma má speciální design. Konečně,

V oblasti VKV se používají klystrony a magnetrony, jejichž činnost je založena na zcela jiných principech než činnost klasické elektronky.

Rýže. 1.1 Vzhled některé typy žárovek:

a a b - přijímací zesilovací skleněné lampy; c - nepodložený mini-

lampa tyurnaja; g - kovová přijímací-zesilovací lampa; e -

vysoce výkonná skleněná lampa bez základny; e - cermety -

kalický puls

5. Zařízení s elektronovým paprskem. Patří sem kineskopy (přijímací televizní trubice), vysílací televizní trubice, osciloskopové a paměťové trubice, trubice zesilovače obrazu, spínače katodových paprsků, indikační trubice radarových a hydroakustických stanic atd.

Vzhled svítidel některých typů je na Obr. 1.1.

Elektrovakuová zařízení jsou také klasifikována:

1. Podle materiálu a konstrukce válce:

Sklenka;

Kov;

Keramický;

Kombinovaný.

2. Podle typu chlazení:

Přírodní nebo zářivý;

Nuceně - vzduch, voda, pára.

Klasifikace plynových výbojů se provádí podle typu výboje vyskytujícího se v plynu. V radiotechnických zařízeních se používají tři typy plynových výbojů:

a) Zařízení s doutnavým výbojem. Tato zařízení jsou chladná, nikoli vyhřívaná

katoda se používá a používá se hlavně pro stabilizaci napětí.

b) Obloukové výbojky s kapalnou nebo pevnou nezahřívanou katodou.

c) Obloukové výbojky s uměle vyhřívanou katodou. Tato zařízení se používají k usměrnění AC na DC a

různá řídicí schémata a automatizace.