Elektrovákuum készülék- generálására, erősítésére és átalakítására tervezett eszköz elektromágneses energia, amelyben a munkateret megszabadítják a levegőtől és egy át nem eresztő héj védi a környező légkörtől.

Ilyen eszközök közé tartoznak mind a vákuumelektronikai eszközök, amelyekben az elektronáramlás vákuumban halad át, mind a gázkisüléses elektronikus eszközök, amelyekben az elektronáram gázban halad át. Az izzólámpák is az elektromos vákuumkészülékekhez tartoznak.

Az elektrovákuum készülékekben a vezetőképességet az elektródák között vákuumon vagy gázon keresztül mozgó elektronok vagy ionok segítségével biztosítják.

A kezdetet a termoelektronok felfedezése tette. 1884-ben a híres amerikai feltaláló, Thomas Alva Edison, egy izzólámpa racionális kialakítását keresve, felfedezett egy róla elnevezett hatást. Íme az első leírása: „Az izzószál ágai közé” egy izzólámpa, mindkettőtől azonos távolságra egy platinalemezt helyeznek el, ami egy szigetelt elektróda... Ha bekapcsol egy galvanométert ezen elektróda és az az izzószál egyik végét, majd a lámpa égésekor olyan áram figyelhető meg, amely attól függően változtatja az irányát, hogy a szénszál pozitív vagy negatív vége csatlakozik-e a szerszámhoz. Ezenkívül intenzitása nő a meneten áthaladó áram erősségével.
Magyarázat következik: „úgy tűnik, ebben a lámpában a levegő (vagy szén) részecskék egyenes vonalban szóródnak ki az izzószálból, és elektromos töltést visznek el.”
Edison feltaláló, nem elemzi a jelenséget. Az idézett kifejezések lényegében a jegyzet tartalmára korlátozódnak. Ez nem más, mint egy elsőbbségi igény. Edison megpróbálja megtalálni gyakorlati használat nem volt hatása.

Így felfedezték a termikus emisszió jelenségét, és létrehozták az első rádiócsövet, egy elektrovákuumdiódát.

Termionikus emisszió (Richardson-effektus, Edison effektus) - a felmelegített testek elektronkibocsátásának jelensége. A fémekben a szabad elektronok koncentrációja meglehetősen magas, ezért még közepes hőmérsékleten is, az elektronok sebesség szerinti eloszlása ​​miatt (energia szempontjából), egyes elektronok elegendő energiával rendelkeznek a fémhatáron lévő potenciálgát leküzdésére. A hőmérséklet emelkedésével növekszik azoknak az elektronoknak a száma, amelyek hőmozgási energiája nagyobb, mint a munkafüggvény, és észrevehetővé válik a termikus emisszió jelensége.

A termikus emisszió mintáinak tanulmányozása a legegyszerűbb kételektródos lámpával - egy vákuumdiódával - végezhető, amely egy evakuált ballon, amely két elektródát tartalmaz: K katódot és A anódot.

3.1. ábra Vákuumdióda felépítése

A legegyszerűbb esetben egy tűzálló fém (például volfrám) izzószála, amelyet elektromos árammal melegítenek, katódként szolgál. Az anód leggyakrabban fémhenger formájában van, amely körülveszi a katódot. A dióda megjelölése az elektromos kapcsolási rajzokon a 3.2. ábrán látható.

Rizs. 3.2. A vákuumdióda megnevezése elektromos kapcsolási rajzokon.

Ha a dióda benne van az áramkörben, akkor amikor a katódot felmelegítik és pozitív feszültséget kapcsolnak az anódra (a katódhoz képest), áram jelenik meg a dióda anódáramkörében. Ha megváltoztatja a feszültség polaritását, akkor az áram leáll, függetlenül attól, hogy a katód milyen erősen melegszik. Következésképpen a katód negatív részecskéket - elektronokat - bocsát ki.

Ha a fűtött katód hőmérsékletét állandó értéken tartjuk, és megszüntetjük az anódáram függését az anódfeszültségtől - az áram-feszültség karakterisztikát, akkor kiderül, hogy nem lineáris, vagyis az Ohm-törvény nem teljesül egy vákuum dióda. A termikus áram függőségét az anódfeszültségtől a kis pozitív értékek tartományában a három másodperc törvénye írja le

ahol B az elektródák alakjától és méretétől, valamint relatív helyzetüktől függő együttható.

Az anódfeszültség növekedésével az áram egy bizonyos maximális értékre nő, amelyet telítési áramnak neveznek. Ez azt jelenti, hogy a katódot elhagyó elektronok szinte mindegyike eléri az anódot, így a térerősség további növelése nem vezethet a termionáram növekedéséhez. A termikus áram anódfeszültségtől való függése a 3.3. ábrán látható.

Rizs. 3.3. A termikus áram függősége az anódfeszültségtől

Ezért a telítési áramsűrűség jellemzi a katódanyag emissziós képességét. A telítési áramsűrűséget a Richardson-Deshman képlet határozza meg, amelyet elméletileg kvantumstatisztika alapján vezettek le:

ahol A a katódot elhagyó elektronok munkafüggvénye,

T - termodinamikai hőmérséklet,

C konstans, elméletileg minden fémre azonos (ezt kísérlet nem erősíti meg, amit látszólag felületi hatások magyaráznak). A munkafunkció csökkenése a telítési áramsűrűség meredek növekedéséhez vezet. Ezért a rádiócsövek oxidkatódokat (például alkáliföldfém-oxiddal bevont nikkelt) használnak, amelyek munkafunkciója 1–1,5 eV.

Számos vákuumkészülék működése a termikus emisszió jelenségén alapul. elektronikus készülékek.

Elektrovákuum trióda, vagy egyszerűen trióda, - egy elektronikus lámpa három elektródával: egy termikus katóddal (közvetlen vagy közvetett fűtés), egy anóddal és egy vezérlőrácstal. 1906-ban az amerikai Lee de Forest találta fel és szabadalmaztatta. A vákuumtrióda kialakítását a 3.4

3.4. ábra Vákuumtrióda kialakítása

A 20. század elején a triódák voltak az első elektromos jelek erősítésére használt eszközök. A trióda elektromos kapcsolási rajza az ábrán látható. 3.5

Rizs. 3.5 A trióda szimbóluma az elektromos kapcsolási rajzokon

Volt-amper jellemzők trióda a 3.6. ábrán látható

Rizs. 3,6 Volt-amper karakterisztikája a triódának

A trióda áram-feszültség karakterisztikája nagy linearitású. Emiatt a vákuumtriódák minimális nemlineáris torzítást visznek be az erősített jelbe.

Jelenleg a vákuumtriódákat félvezető tranzisztorok váltották fel. Kivételt képeznek azok a területek, ahol több száz MHz - GHz nagy teljesítményű jelek konvertálására van szükség kis számú aktív komponenssel, és a méretek és a súly nem olyan kritikus, például a kimenetben. rádióadók fokozatai, valamint indukciós fűtés a felületedzés érdekében. Az erős rádiócsövek hasonló erős tranzisztorok hatékonyság; megbízhatóságuk is összehasonlítható, de az élettartamuk sokkal kisebb. Az alacsony teljesítményű triódák hatásfoka alacsony, mivel a kaszkád által fogyasztott energia jelentős részét fűtésre fordítják, néha a teljes lámpafogyasztás több mint felét.

A tetróda egy kétrácsos elektroncső, amelyet az elektromos jelek feszültségének és teljesítményének erősítésére terveztek. A tetróda elektromos kapcsolási rajza az ábrán látható. 3.7

Rizs. 3.7 A tetróda szimbóluma az elektromos kapcsolási rajzokon

A triódával ellentétben a tetródnak van egy árnyékoló rácsa a vezérlőrács és az anód között, ami gyengíti az anód vezérlőrácsra gyakorolt ​​elektrosztatikus hatását. A triódához képest a tetróda nagy nyereséggel, nagyon alacsony anódvezérlő rácskapacitással és nagy belső ellenállással rendelkezik.
Céljuk szerint tetódákra osztják az alacsony frekvenciájú feszültség és teljesítmény és szélessávú tetódák a videojelek erősítésére. A sugártetróda, akárcsak a közönséges, egy kétrácsos lámpa, de az utóbbitól különbözik a dinatron hatás hiányában, amelyet az árnyékoló rács és az anód között elhelyezett, az árnyékolórács belsejébe csatlakoztatott nyalábképző lemezekkel érnek el. ballon a katóddal. A sugártetródákat főként az alacsony frekvenciájú teljesítmény erősítésére használják vevőkészülékek, televíziók és egyéb berendezések végső szakaszában.

Háromrácsos cső(a másik görög πέντε szóból öt, az elektródák száma szerint) - vákuumelektroncső árnyékoló ráccsal, amelyben egy harmadik (védő vagy antidinatron) rács van elhelyezve az árnyékoló rács és az anód közé. Tervezés és cél szerint a pentódokat négy fő típusra osztják: kis teljesítményű nagyfrekvenciás erősítők, videoerősítők kimeneti pentódjai, erősítők kimeneti pentódjai alacsony frekvenciák, és nagy teljesítményű generátor pentódok.

Az árnyékolt csövek, a tetróda és a pentóda, felülmúlják a triódát magas frekvenciákon. A pentóda erősítő felső működési frekvenciája elérheti az 1 GHz-et. A pentóda alapú végerősítő hatásfoka (kb. 35%) lényegesen magasabb, mint a triódákra épülő erősítőké (15%-25%), de valamivel alacsonyabb, mint a nyalábos tetódákra épülő erősítőké.

A pentódok (és általában az összes árnyékolt lámpa) hátrányai a nagyobb nemlineáris torzítások, mint a triódáké, amelyekben a páratlan harmonikusok dominálnak, az erősítés éles függése a terhelési ellenállástól, a belső zaj magasabb szintje.

Bonyolultabbak a többelektródás lámpák két vezérlő ráccsal - heptóddal, amelyek a szuperheterodin vétel feltalálásával kapcsolatban jelentek meg.

A cikk tartalma

ELEKTROMOS VÁKUUM ÉS GÁZKIÜLŐ KÉSZÜLÉKEK, elektromos jelek generálására, erősítésére vagy stabilizálására használt vákuumcsövek. Az elektronikus cső lényegében egy lezárt ampulla, amelyben az elektronok vákuumban vagy gáznemű közegben mozognak. Az ampulla általában üvegből vagy fémből készül. Az elektronikus áramlást a lámpa belsejében lévő elektródák szabályozzák.

Bár a félvezető eszközök a legtöbb alkalmazásban felváltották a vákuumcsöveket, a csöveket továbbra is használják videoterminálokban, radarokban, műholdas kommunikációés sok más elektronikus eszköz.

A lámpának több vezető eleme van, amelyeket elektródáknak neveznek. Az elektronok kibocsátását a lámpában a katód végzi. Ezt az emissziót vagy a katód melegítése okozza, aminek következtében az elektronok „forrnak” és elpárolognak a felületéről, vagy a katódra ható fény hatására. A kibocsátott elektronok mozgását a lámpa belsejében lévő más elektródák által létrehozott elektromos mezők szabályozzák. A legtöbb esetben a lámpaelektródák egymástól el vannak választva, és huzalvezetékekkel külső áramkörökhöz csatlakoznak. Az elektronok mozgásának szabályozására szolgáló elektródákat rácsoknak nevezzük; azokat az elektródákat, ahol az elektronok összegyűlnek, anódoknak nevezzük.

Vákuumcsőben viszonylag könnyen szabályozható az elektronáramlás nagysága, időtartama, frekvenciája és egyéb jellemzői. Ez az egyszerűség és a könnyű kezelhetőség értékes eszközzé teszi számos alkalmazásban.

Termionikus emisszió.

Az elektronok spontán módon nem jutnak túl a fém felületi rétegén a vonzó erők hatására, amelyek forrása maga a fém. Az elektron potenciális energiája a fém felületéhez közeli bármely pontján ábrázolható grafikon formájában (1. ábra), amelyből látható, hogy ahhoz, hogy a fém felületén túllépjen, az elektronnak növekednie kell az energiája T 0 , ami abszolút nulla hőmérsékleten van, ráadásul értékkel W. Szobahőmérsékleten nagyon kis számú elektron rendelkezik a kiszökéshez szükséges energiával, de a hőmérséklet emelkedésével az elektronok energiája nő, és megközelíti az emisszióhoz szükséges szintet. NÁL NÉL elektronikus csövek ah, a szükséges hőenergiát a lámpában elhelyezett huzalszálon (fűtőtesten) átvezetett elektromos áram biztosítja.

Dióda.

Miután az elektronok elhagyták a katódot, mozgásukat a vákuumban rájuk ható elektromos mezők erői határozzák meg. A legegyszerűbb elektronikus lámpában - egy diódában - az elektronokat a második elektród - az anód - pozitív potenciálja vonzza, ahol összegyűjtik és átvezetik a megfelelő áramkör áramkörébe (2. ábra). A dióda tehát egy olyan eszköz, amely csak egy irányba vezeti az áramot - az anódtól a katódig -, és ezért egyenirányító. A dióda használatának egyszerű illusztrációja az 1. ábrán látható áramkör. 3, ahol a dióda a kondenzátor forrásból származó feszültséggel való feltöltésére szolgál váltakozó áram. Ha a katódpotenciál az anódpotenciál alatt van, az áram átfolyik a diódán, így végül a kondenzátor feltöltődik a váltakozó áramú forrás csúcsfeszültségéig. Diagram opciók ábra. 3 jelek észlelésére szolgálnak hangfrekvencia rádiófrekvenciás hullámból és energiához jutni egyenáram AC forrásból.

Trióda.

A trióda egy elektronikus cső, amelyben a katód és az anód közé egy harmadik (vezérlő) elektróda van elhelyezve (4. ábra). Ez az elektróda általában finom huzalokból álló rács, amelyet a katódhoz nagyon közel szerelnek fel, így a rács és a katód közötti kis potenciálkülönbség mellett a két elektróda közötti tartományban viszonylag nagy elektromos tér hat. Ebben az esetben a rácspotenciál erős hatással lesz az elektronokra.

ábrán egy tipikus trióda erősítő áramkör látható. 5. A hálózathoz egy negatív előfeszítésű akkumulátor csatlakozik, feliratozva Tojás. Mivel a rács negatív potenciállal rendelkezik a katódhoz képest, nem vonzza az elektronokat a katódról az anódra mozgó áramból. Az anód a katódhoz képest pozitív potenciálon van tartva, amelyet az akkumulátor biztosít E pp. Paraméterértékek Tojás, E pp, ellenállás ellenállás Rg a hálózati áramkörben és a terhelési ellenállásban R Lúgy válasszon, hogy bizonyos áram folyjon át a lámpán. Az anódpotenciál tehát valamivel kisebbnek bizonyul, mint a potenciál E ppáramforrása, az átfolyó áram miatt R L.

Ha pozitív jel kerül a rácsra a kondenzátoron keresztül, az befolyásolja a katódot elhagyó elektronokat. Mivel egy ilyen rács gyenge fizikai akadályt jelent az elektronok számára, áthaladnak a rácson az anódig. Ezért a hálózati potenciál megváltoztatásakor pozitív oldala a triódán áthaladó áram növekszik és az anód feszültsége csökken. (Ez a csökkenés a keresztirányú feszültségesés növekedésének köszönhető R Láramnövekedéssel jár.) Ha a rácsba érkező bemeneti jel negatív irányba változtatja a potenciálját, akkor az ellenkező folyamat játszódik le; az anód feszültsége nő. Sok vákuumcsőben a hálózati feszültség változása alapvetően meghatározza az anódáram változását; ebből következik, hogy az anód feszültségváltozásait a választás határozza meg R L. Ennek eredményeként a hálózati feszültség kis változása kellően nagy R L sokkal nagyobb feszültségváltozást okoz az anódon.

többelektródás lámpák.

Logikus feltenni a kérdést: milyen hatással lehet a rácsok számának növelése egy vákuumcsőben? Általában a második rács, amelyet képernyőrácsnak neveznek, és pozitív potenciálon tartanak, a vezérlőrács és az anód között helyezkedik el. Feladata, hogy leárnyékolja a vezérlőrácsot az anódtól, ezzel csökkentve a köztük lévő kapacitást, ami bizonyos esetekben nemkívánatos hatásokhoz vezethet. Visszacsatolás. A két rácsos lámpát (négy elektródát) tetródának nevezzük. Egyes esetekben egy másik rácsot adnak a képernyőrács és az anód közé - egy antidinatront, ami egy ötelektródás lámpát vagy pentódot eredményez. A tetródban az anód felületét elérő elektronok kiütik a másodlagos elektronokat, amikor eltalálják. Némelyikük az ellenkező irányba mozoghat, és egy szűrőrács összegyűjti őket, általában az anód potenciáljához közeli potenciállal. Egy ilyen folyamat veszteséget okoz az anódon áthaladó elektronok teljes áramlásában (az anódáramban). A képernyőrács és az anód között elhelyezkedő antidinatron rácsot negatív potenciálon tartják mindkét szomszédos elektródához képest, így a visszatérő elektronokat ez taszítja vissza az anódhoz. ábrán. A 6. ábra egy tipikus pentóda kapcsoló áramkört mutat be.

Egyes esetekben a hely- és pénzmegtakarítás érdekében két különálló vákuumcső szerkezetet kombinálnak egyetlen lezárt csomagolásban.

katódsugárcsövek.

A katódsugárcső (CRT) egy fűtött katódból származó elektronsugarat használ a kép reprodukálására fluoreszcens képernyőn. Ez a nyaláb gondosan egy sugárba van fókuszálva, amely egy kis foltot hoz létre a képernyőn, és gerjeszti a képernyő fényporának elektronjait, ami fénykibocsátáshoz vezet. Ez a nyaláb elektromos vagy mágneses tér hatására eltérül, miközben a képernyőn leírja a pályát, és a sugár intenzitása egy vezérlőelektróda segítségével változtatható, ezáltal a folt fényereje. A katódsugárcsőnek azt a részét, amelyben a fókuszált elektronsugár létrejön, elektron spotlámpának nevezzük. Bár az elektronikus kivetítő a katódsugárcső fő része, összetettsége miatt ez lesz a többi után.

Nyalábeltérítési rendszerek.

Az elektronprojektor kimenetén keskeny elektronnyalábot kapunk, amely a képernyő felé haladva elektromos vagy mágneses térrel eltéríthető. Az elektromos mezőket általában a kis képernyős CRT-kben használják, például az oszcilloszkópokban. A nagy képernyős televíziós CRT-kben mágneses mezőkre van szükség a sugár eltérítéséhez.

Az elektromos téreltérítési rendszerekben a térvektor merőleges a kezdeti sugárútra (amit általában az irány jelöl z). Az eltérítést úgy hajtják végre, hogy egy pár terelőlemezre potenciálkülönbséget alkalmaznak, amint az az 1. ábrán látható. 7. Általában a terelőlemezek vízszintes irányban (irány x) idővel arányos. Ezt úgy érik el, hogy feszültséget adnak a terelőlemezekre, amely egyenletesen növekszik, ahogy a nyaláb áthalad a képernyőn. Ezután ez a feszültség gyorsan leesik az eredeti szintre, és ismét egyenletesen növekedni kezd. A vizsgálandó jel (általában periodikus oszcilláció) a függőleges irányban elhajló lemezekre kerül ( y). Ennek eredményeként, ha egyetlen vízszintes sweep időtartama megegyezik a periódussal, vagy megfelel a jelismétlési frekvenciának y, a képernyő folyamatosan megjeleníti a hullámfolyamat egy periódusát. Azokban az esetekben, amikor nagy eltérítésre van szükség, az elektromos mező alkalmazása a nyaláb eltérítésére hatástalanná válik.

Ahhoz, hogy a nyaláb kellően világos foltot hozzon létre a képernyőn, és az eltérítő potenciál ne érje el az eltérítő lemezek közötti áttörési feszültséget, az elektronoknak nagy gyorsulást kell kapniuk. Ezenkívül a katódsugárcső nem lehet túl hosszú, hogy az eszköz, amelyben használni kívánják, ne váljon elfogadhatatlanul terjedelmessé. Végül a terelőlemezek hossza is korlátozott. Ha mágneses mezőt használunk a sugár nagy szögben történő eltérítésére, a CRT rövidnek bizonyul (8. ábra).

Lumineszcens képernyő.

A lumineszcens képernyőt úgy alakítják ki, hogy vékony fényporréteget visznek fel a CRT kúpos részének végfalának belső felületére. A képernyőt bombázó elektronok mozgási energiája látható fénnyé alakul.

Elektronikus projektor.

A CRT izzó keskeny nyakába elektronikus keresőlámpa került. Az elektronikus keresőlámpa számos lehetséges kialakításának egyikét mutatja vázlatosan az 1. ábra. 9, a. A katód és számos szorosan elhelyezkedő hengeres elektróda közös tengelyük mentén helyezkedik el. ábrán. 9, b A nagyítás a sugár (azaz az elektronprojektor "lencséjének") fókuszálási területét mutatja, amelyben inhomogén, de tengelyszimmetrikus elektromos tér hat. Az elektromos térvektorok mindenhol merőlegesek az ekvipotenciális felületekre és az ábrán balra irányulnak, mivel a második anód nagyobb potenciálon van, mint az első. Ebben az esetben az elektronok konvergáló nyalábbá alakulnak, amely az elektródák alakjának és relatív potenciáljainak megfelelő beállításának köszönhetően pontosan fókuszál, amikor elérik a képernyő felületét. Egyes esetekben a fókuszálást a CRT tengelyével párhuzamosan irányított mágneses mező segítségével hajtják végre. ábrán. 9, ban ben az ilyen fókuszálás elvét ismertetjük.

Az elektromos potenciál, amely meghatározza csúcssebesség Az elektronikus kivetítő kimenetén lévő elektronok feszültsége néhány száz és 10 000 V között van. Működés közben az utolsó gyorsítóelektróda (második anód) általában földelve van. Az elektródák kerek lyukakkal ellátott membránjaik levágják a perifériás elektronokat a nyalábról, megakadályozva ezzel a foltok elmosódását. Ezenkívül megfogják a CRT belső alkatrészeinek különböző felületeiről visszatérő másodlagos emissziós elektronokat.

Fotoelektronikai eszközök.

A fotoelektronikus elektrovákuum eszköz (fotocella) egy olyan katóddal rendelkező elektronikus lámpa, amely látható fény, infravörös vagy ultraibolya sugárzás hatására elektronokat bocsát ki. A sugárzás intenzitásának változása ennek megfelelő változást okoz a lámpában lévő elektronáramlásban, és így a külső áramkör áramában is.

A tudományos kutatásban és a technológiában fotoelektronikai eszközöket használnak a megvilágítás mérésére. Használják utcai világításvezérlő eszközökben, televízióban színkiegyenlítésre és nyomtatásban színegyeztetésre, gyártás során tárgyak számlálására. A fotoelektronikai eszközöket hangok olvasására használják filmek vetítésekor. A hangot folyamatosan változó sűrűségű sávként rögzítik a filmre, amely egy fotoelektronikai eszközre irányított fénysugarat modulál. Ennek az eszköznek a kimenőjele arányos a filmre rögzített hangsáv sűrűségével.

ábrán. tíz, aábrán egy tipikus elektrovákuum fotocella volt-amper karakterisztikája látható. tíz, b egy tipikus fotoelektronikai eszköz és az emberi szem relatív spektrális jellemzői állandó fényintenzitás és változó sugárzási hullámhossz mellett. A spektrális jellemzők amplitúdóinak abszolút értéke a fotokatód érzékeny felületének anyagának megválasztásától függ.

Egyes esetekben gázt vezetnek be a készülékbe, hogy növeljék az áramérzékenységet. Ez az érzékenység azonban erősen függ az anódpotenciáltól, míg a vákuum fotocellában a kimenő jel változatlan marad az anódpotenciálok széles tartományában (11. ábra).

Fotósokszorozó.

A fotosokszorozó működése a másodlagos elektronok használatán alapul, amelyek akkor szabadulnak fel, amikor egy elektron rendelkezik Magassebességütközik a fém felületével. A készülék a következőképpen működik. A hagyományos fotokatód által kibocsátott elektronokat a dinód elektromos tere vonzza – egy olyan elektróda, amelynek potenciálja valamivel nagyobb, mint a katód potenciálja. Amikor egy elektron eltalál egy dinódát, több másodlagos elektron kirepül belőle. Az elsőnél nagyobb potenciálon lévő második dinód felé gyorsulnak, és az ütközés következtében még nagyobb számú szekunder elektron keletkezik. Az elektronok kaszkádos "szaporodásának" több ilyen szakasza után a folyamat végül eljut az anódhoz, amely összegyűjti az elektronokat. Az anód által összegyűjtött elektronok jelentősen megnövekedett száma a fotokatód áramához képest sokkal nagyobb áramot hoz létre. Ha minden dinódát eltaláló elektron kiüt n szekunder elektronok, akkor a dinódák számával egyenlő k, az aktuális nyereség lesz nk. A dinódák helyzetét gondosan kiszámítják, hogy az egyik dinódát elhagyó elektronok nagy része a másikon végezzen, és így tovább. ábrán. 12, a bemutatjuk, hogyan valósul meg ez a folyamat egy viszonylag korlátozott térfogatú elektroncsőben. ábrán. 12, b egy tipikus fénysokszorozó kapcsolási rajzát mutatjuk be. Az összes dinód ellenállása általában azonos ellenállású. ábrán. 12, ban ben adott a fénysokszorozó áramjellemzője. Ebben az esetben a szomszédos dinódák közötti potenciálkülönbség 100 V, az így kapott áramerősítési tényező pedig 10 6 .

Kisülő lámpák.

A kisülőlámpa egy vákuumcső, amely elegendő gázt tartalmaz ahhoz, hogy jelentősen befolyásolja a teljesítményét. Ennek a gáznak a nyomása a légköri nyomás alatt van. Általában inert gázokat (neon, argon stb.) vagy higanygőzt használnak a gázkisüléses lámpák töltésére. A lámpa jellemzőit a használt gáz tulajdonságai és a lámpán belüli nyomása egyaránt meghatározza.

Ütközések és ionizáció.

A gázmolekulák jelenléte egy elektroncsőben kétféle hatást válthat ki. A molekulákkal való ütközések a lámpában az elektronáramlás lelassulását okozhatják (az ilyen ütközések a tértöltés növekedéséhez vezethetnek, a katód körül elektronfelhő képződésével, ami az áramerősség csökkenését okozza), és ha az elektronokat felgyorsítják kellően nagy potenciálkülönbség esetén elektronokat üthetnek ki a gázmolekulákból, pozitív töltésű ionokat hagyva maguk mögött. Ezt a folyamatot ionizációnak nevezik. Ha a lámpában még nagyobb a gyorsítópotenciál, akkor a primer elektron és az ionizációs folyamat során a molekulából felszabaduló elektron olyan nagy sebességre gyorsulhat fel, hogy további ionizációt okoz. Egy ilyen folyamat kisüléshez vezet - az ionizáció terjedéséhez a lámpa anódja és katódja közötti térben. Oktatás egy nagy szám Az ionizáció során felszabaduló pozitív ionok és elektronok növelik a lámpán átfolyó áramot, és a lámpa kisülési ellenállása nagyon kicsivé válik.

Kisülési diódák és gáztöltésű lámpák.

A gázkisülési dióda (gastron) olyan dióda, amelyben a gáz jelenléte nagy vezetőképességet hoz létre előrefelé. A katód által kibocsátott elektronok az anód felé felgyorsulnak, és ennek eredményeként kisülés lép fel. A kisülés addig folytatódik, amíg az anódpotenciál egy bizonyos határpotenciál alá nem esik. De amint az anód negatívvá válik, az elektronok hiánya már nem tudja újra elindítani a kisülést. Ha azonban az anódpotenciál nagy negatív értékre csökken (például több mint -100 V), akkor a kisülést az anód által kibocsátott elektronok váltják ki. Más szóval, az anód könnyebben bocsát ki elektronokat, ha a potenciálja nem nulla, hanem negatív. Az elektronok termikus kibocsátással még szobahőmérsékleten is felszabadulhatnak hőmozgásuk miatt. Megjelenhetnek a fotonokkal történő bombázás által okozott fotoelektromos folyamatok miatt is. Mindenesetre a kibocsátott elektronok ionizációt okoznak a lámpában, amit kisülés követ. Ezért a gázkisülési diódák anódjaira általában nem kapcsolnak nagy negatív feszültséget. Az ilyen diódák azonban használhatók kisfeszültségű egyenirányító áramkörökben, különösen akkumulátortöltőkben, ahol nagy előremenő áramra van szükség.

A neonlámpa egy gázkisüléses dióda két azonos elektródával, fűtőelemek nélkül. ábrán. A 13. ábra egy ilyen lámpa áram-feszültség karakterisztikáját mutatja. Könnyen belátható, hogy a lámpán a feszültségesés szinte változatlan marad a lámpa "gyújtása" után is, ha az indítónál valamivel nagyobb feszültséget kapcsolunk rá. Az önfenntartó izzító kisülési tartományban működő gázkisüléses lámpáknak ez a jellemzője hasznos eszközzé teszi őket az állandó feszültség fenntartására változó terhelésű áramkörben. Az ilyen feszültségstabilizátorokhoz (zener-diódák) általában speciális kialakítású lámpákat használnak, de egy egyszerű neonlámpa is megfelelő. Csatlakoztassa a lámpákat a feszültségforráshoz egy soros ellenálláson keresztül, hogy elkerülje a túl nagy áramemelkedést, amely károsíthatja a lámpát vagy a feszültségforrást.

Thyratron.

A Thyratron egy gázkisüléses trióda, általában fűtött katóddal. A tiratron anódot jellemzően elég magas potenciálon tartják ahhoz, hogy kisülést kezdeményezzen, amikor a rács katódpotenciálon van. (Negatív potenciált tartanak fenn a rácson, hogy megakadályozzák az elektronok kiszökését a katód tartományból és kisülést.) A megfelelő pillanatban egy jelre a rácspotenciál annyira megemelkedik, hogy a kisülés meginduljon. A kisülés megtörténte után a rács nem vezérli azt mindaddig, amíg az anódfeszültség olyan szintre nem esik, amelynél a kisülés kialszik.

A rácsra adott kis pozitív impulzus lehetővé teszi nagy áram áthaladását a lámpán. Ez a vezérlő funkció határozza meg a tiratron hasznosságát. A rács "indítópotenciálja" - a feszültség, amelyen a kisülés megindul - az anód potenciáljától és a lámpában lévő gáz hőmérsékletétől függ.

Az ionos (gázzal töltött) fotovoltaikus cellákban gázt használnak az áramerősség eléréséhez a gázmolekulák fotoelektronok általi ionizációja miatt. Az anódpotenciál soha nem kerül olyan szintre, amelynél a kisülés önfenntartóvá válik, és nem igényel fotoelektronok kibocsátását a katódból.

Az elektrovákuum eszközök (EVD) olyan eszközök, amelyekben nagy vákuumban vagy inert gáz közegben mozgó elektronok vagy ionok árama hoz létre elektromos áramot. Az EVP elektronikus vezérlésű lámpákra (EUL), katódsugárcsövekre (CRT), gázkisülési eszközökre (GDP) és fotoelektromos (fotoelektronikai) eszközökre osztható.

Az EUL-ben az elektronok nagy vákuumban (a gáznyomás csak 1,33 () Pa (Hgmm)) egyik elektródáról a másikra történő mozgása révén elektromos áram keletkezik. A legegyszerűbb EUL egy dióda.

Dióda. Egy dióda csak két elektródát tartalmaz: egy katódot és egy anódot. A katód a szabad elektronok forrása. Ahhoz, hogy az elektronok elhagyják a katódot, további energiát kell adni nekik, ezt munkafüggvénynek nevezzük. Az elektronok akkor kapják ezt az energiát, amikor a katódot elektromos áram melegíti. A fűtött katód elektronkibocsátását termikus emissziónak nevezzük.

A katódból kibocsátott elektronok által alkotott negatív tértöltés a felület közelében elektromos mezőt hoz létre, amely megakadályozza, hogy az elektronok elhagyják a katódot, potenciálgátat képezve útjuk során.

Az anódra a katódhoz képest pozitív feszültség kerül, ami csökkenti a potenciálgát a katód felületén. Azok az elektronok, amelyek energiája elegendő a potenciálgát leküzdéséhez, elhagyják a tértöltési tartományt, belépnek az anódfeszültség gyorsuló elektromos mezőjébe, és az anód felé haladva anódáramot hoznak létre. Az anódfeszültség növekedésével a dióda anódárama is növekszik.

Negatív anódfeszültség esetén megnő a potenciálgát a katód felületén, az elektronenergia nem elegendő a leküzdésére, és az áram nem folyik át a diódán. Ez a dióda fontos jellemzője - egyoldalú elektromos vezetőképessége.

ábrán. 3.1 megjelenítése egyezmények diódák és az anód feszültségforráshoz való csatlakozásuk diagramjai.

Trióda. A diódától eltérően a triódának három elektródája van: egy katód, egy anód és egy rács (3.2. ábra, a, b). Rács található

a katód és az anód között a katód közvetlen közelében. Ha negatív feszültséget kapcsolunk a rácsra (3.2. ábra, c), akkor a katódon a potenciálgát megnő, és az anódáram csökken. Valamilyen negatív hálózati feszültségnél, amelyet U CK .z an kikapcsolási feszültségnek neveznek, az anódáram nullára csökken. Ha pozitív feszültséget kapcsolunk a rácsra (3.2. ábra, d), akkor az általa a katód és a rács között kialakuló elektromos tér a potenciálgát csökkenéséhez és az anódáram növekedéséhez vezet.

Tekintettel arra, hogy a rács közelebb helyezkedik el a katódhoz, mint az anód, a rákapcsolt feszültség hatással van a potenciálgátra és a trióda anódárama sokkal erősebb, mint az azonos értékű anódfeszültség. Ezért a triódában az anódáramot a hálózati feszültség változtatásával szabályozzák, és nem az anódét.

A trióda fő jellemzői a statikus anód-rács (átviteli) karakterisztika családok, különböző U a k anódfeszültségeknél (3.3. ábra, a), és I a \u003d f (U ak) anód (kimeneti) karakterisztika. különböző hálózati feszültségeknél (3.3. ábra, b).

A trióda hátránya a nagy áteresztőképesség (a rács és az anód közötti kapacitás) és az alacsony statikus erősítés. Ezeket a hiányosságokat egy második rács bevezetésével küszöböljük ki az EUL-be.

Tetrode. Ez egy négyelektródos, elektronikusan vezérelt lámpa, amely egy katódot, egy anódot és két rácsot tartalmaz (3.4. ábra, a). A katód közelében található első rácsot, mint a triódánál, az anódáram szabályozására használják, és ezt vezérlőrácsnak nevezik. A második rács, amely az első rács és az anód között helyezkedik el, egyfajta képernyő ezek között az elektródák között. A második rács árnyékoló hatásának eredményeként a lámpa áteresztő kapacitása jelentősen csökken, és az anódfeszültség hatása a

Potenciális gát a katód felületén. Ezért az elektronok katódról az anódra történő irányított mozgásának létrehozásához a második rácsra, az úgynevezett árnyékoló rácsra pozitív U c 2 k feszültséget kapcsolunk, amely egyenlő vagy valamivel kisebb, mint az anódfeszültség. Ebben az esetben az elektronok egy része belép az árnyékoló rácsba, és ennek a rácsnak az I c2 áramát hozza létre.

Az anódot eltaláló elektronok kiütik belőle a másodlagos elektronokat. Amikor (és ilyen esetek történnek a tetróda működése során), a szekunder elektronokat az árnyékoló rács vonzza, ami az árnyékoló rács áramának növekedéséhez és az anódáram csökkenéséhez vezet. Ezt a jelenséget dinatron hatásnak nevezik. A dinatron hatás kiküszöbölése érdekében, amely korlátozza az EUL munkaterületét, potenciálgát jön létre a másodlagos elektronok számára az anód és az árnyékoló rács között. Ilyen akadályt úgy alakítunk ki, hogy az elektronfluxus sűrűségét a nyaláb tetódákba történő fókuszálása miatt növeljük (3.4. ábra, b), vagy az árnyékoló rács és az anód közé egy harmadik rácsot hozunk létre, amely általában nulla potenciállal rendelkezik.

Háromrácsos cső. Az ötelektródos EUL-t pentódnak nevezzük (3.4. ábra, i). A harmadik rács, amelyet antidinatronnak vagy védőrácsnak neveznek, nulla potenciálját biztosítja elektromos kapcsolatőt a katóddal.

A tetódák és pentódok fő jellemzői a statikus anód (kimenet) at és grid-anód at karakterisztika családok, amelyeket állandó U c 2k feszültségen veszünk és ugyanazon a grafikonon ábrázolunk (3.5. ábra).

Az EUL erősítő tulajdonságait jellemző paraméterek a következők:

az anódrács karakterisztika meredeksége

belső (differenciális) ellenállás

statikus nyereség

Az S, és a differenciális paramétereket a reláció kapcsolja össze.

CATHONY RAY TUBE

A katódsugárcsövek (CRT) olyan elektronikus elektrovákuum eszközök, amelyek nyaláb formájában koncentrált elektronáramot használnak. Ezek az eszközök a sugár irányába kifeszített cső alakúak. A katódsugárcső fő elemei egy üveghenger, vagy lombik, egy elektronikus keresőlámpa, egy terelőrendszer és egy képernyő (3.6. ábra).

A 7-es henger a szükséges vákuum fenntartására szolgál a CRT-ben, és megvédi az elektródákat a mechanikai és

éghajlati hatások. A henger belső felületének egy részét 8 grafitfilm borítja, az úgynevezett aquadag. A katódhoz képest pozitív feszültséget kapcsolunk az aquadagra.

Az elektronikus keresőlámpa a kívánt áramsűrűségű fókuszált elektronnyalábot (nyaláb) létrehozására szolgál. Ez egy 2 termikus katódból áll, amelyben egy 1 fűtőelem, egy 3 vezérlőelektródából, úgynevezett modulátorból, az első 4 és a második 5 anódból áll. A modulátor és az anódok üreges hengerek formájában készülnek, amelyek koaxiálisak a hengeres katóddal.

A modulátor negatív feszültségforráshoz csatlakozik, amely nullától több tíz voltig állítható. Az anódokra pozitív feszültségek kapcsolódnak: az elsőnél több száz volt, a másodiknál ​​több kilovolt.

A modulátor és az első anód között inhomogén elektromos tér jön létre, amely az első anód üregében a CRT tengely egy bizonyos pontjára fókuszálja a katódból kirepült és a modulátor lyukon áthaladó összes elektront. Az ilyen elektromos mezőt elektrosztatikus lencsének nevezzük.

Az első és a második anód között egy második elektrosztatikus lencse van kialakítva. Az első, rövidfókuszúval ellentétben ez hosszúfókuszú: fókusza a CRT tengelyén, a képernyő 9 síkjában helyezkedik el.

A modulátor feszültségének változása az elektronok számának változásához vezet, amelyek képesek leküzdeni a katód potenciálgátját és belépni az első anód gyorsuló elektromos mezőjébe. Ezért a modulátor feszültsége határozza meg az elektronsugár sűrűségét és a CRT képernyő fényfoltjának fényességét. A CRT képernyőn a sugárfókuszálás a második elektrosztatikus lencse nem egyenletes elektromos mezőjének megváltoztatásával érhető el, az első anód feszültségének változtatásával.

Az eltérítő rendszer arra szolgál, hogy a fókuszált elektronsugarat a képernyő bármely pontjára irányítsa. Ezt úgy érik el, hogy az elektronsugarat keresztirányú elektromos vagy mágneses térnek teszik ki.

Amikor az elektronnyalábot elektromos térrel eltérítjük (elektrosztatikus eltérítés), az eltérítő feszültségek két, egymásra merőleges párhuzamos lemezpárra 6. A lemezek között áthaladó elektronsugár nagy potenciállal a lemez felé terelődik. A lemezeket, amelyek között az elektromos tér vízszintes irányban eltéríti az elektronsugarat, vízszintesen eltérítőnek vagy X-lemeznek, a függőlegesen pedig függőlegesen eltérítőnek vagy Y-lemezeknek nevezzük.

Az elektrosztatikus eltérítési rendszer fő paramétere az S eltérítési érzékenység, amelyet a katódsugárcsöves képernyő fényfoltjának eltérítésének az eltérítési feszültséghez viszonyított arányaként határozunk meg. A modern katódsugárcsövekhez S E = 0,1 ... 3 mm / V.

Az elektrosztatikus mellett az elektronsugár mágneses eltérítését is alkalmazzák. Az eltérítő mágneses mezőt a CRT nyakán egymásra merőlegesen elhelyezkedő két tekercspáron áthaladó áram hozza létre.

Képernyők 9 katódsugárcsövek, amelyeket elektromos jelek fénnyé alakítására használnak, borítják különleges összetétel- fénypor, amely világít, amikor egy fókuszált elektronsugár eléri. Foszforként cinket és cink-kadmium-szulfidokat, cink-szilikátot (willemit), kalcium- és kadmium-volframátot használnak. Az ilyen képernyőket fluoreszcensnek nevezik.

Az elektronsugár energiájának csak egy részét fordítják a foszfor izzására. A sugár többi része a képernyő elektronjaihoz kerül, és másodlagos elektronemissziót okoz a képernyő felületéről. A szekunder elektronokat az aquadag vonzza, amely általában elektromosan kapcsolódik a második anódhoz.

A színes kép készítésére használt katódsugárcsöves képernyők kék, piros és zöld fényű foszforszemcséket tartalmaznak – bizonyos sorrendben elrendezett triádok. A cső nyakában három autonóm elektronikus keresőlámpa található. Úgy vannak elrendezve, hogy az elektronsugaraik a képernyőtől bizonyos távolságban metszik egymást. A sugarak metszéspontjának síkjában egy árnyékmaszk van felszerelve, amelyben nagyszámú lyuk van. A maszk lyukain való áthaladás után az elektronsugarak mindegyike eltalálja a triád saját elemét (3.7. ábra).

Három különböző fényerősségű szín keverésének eredményeként a kívánt színű fényt kapjuk.

A lumineszcens mellett dielektromos képernyők is vannak. Egy ilyen képernyő mentén mozgó elektronsugár különféle töltéseket hoz létre a szakaszain, azaz egyfajta potenciálmentességet, amely hosszú ideig fenntartható. A dielektromos képernyőket memória CRT-kben használják, amelyeket potenciáloszkópoknak neveznek.

GÁZKIÜRÍTŐ KÉSZÜLÉKEK

A gázkisülési eszközök (GDP) működési elve a gáznemű közegben előforduló elektromos jelenségeken alapul.

A hidraulikus repesztőhengereket inert gázokkal (neon, argon, hélium stb.), ezek keverékeivel, hidrogénnel vagy higanygőzzel töltik meg. Normál körülmények között a gáz atomjainak és molekuláinak többsége elektromosan semleges, és a gáz jó szigetelő. A hőmérséklet emelkedése, erős elektromos mezőknek vagy nagy energiájú részecskéknek való kitettség a gáz ionizációját okozza. A gyorsan repülő elektronok semleges gázatomokkal való ütközésekor bekövetkező gáz ionizációját ütközési ionizációnak nevezzük. Ezt szabad elektronok és pozitív ionok megjelenése kíséri, ami a gáz elektromos vezetőképességének jelentős növekedéséhez vezet. Az erősen ionizált gázt elektron-ion plazmának vagy egyszerűen plazmának nevezzük.

A gázionizációs folyamat mellett van egy fordított folyamat is, az úgynevezett rekombináció. Mivel egy elektron és egy pozitív ion energiája nagyobb, mint egy semleges atomé, a rekombináció során az energia egy része felszabadul, amihez a gáz izzása társul.

Átadási folyamat elektromos áram gázon keresztül elektromos kisülésnek nevezzük a gázban. ábra mutatja a gázkisülési rés áram-feszültség karakterisztikáját. 3.8.

A gyújtási feszültségnek nevezett U 3 feszültségen a gáz ionizációja lavinaszerű jelleget ölt. Az anód és a katód közötti gázkisülési rés ellenállása meredeken csökken, és a HF-ben parázskisülés jelenik meg (CD szakasz). Az izzítókisülést támogató U r égési feszültség valamivel kisebb, mint a gyújtási feszültség. Izzító kisülésben a pozitív ionok a katód felé mozdulnak, és annak felületére ütközve növelik a melegítés és a szekunder felmelegedés következtében kibocsátott elektronok számát.

noé elektronemisszió. Mivel ebben az esetben nincs szükség külső ionizátorra, az izzító kisülést önfenntartónak nevezzük, ellentétben az AB szakasz kisülésével, amelynek megjelenéséhez külső ionizáló (kozmikus sugárzás, termikus emisszió stb.) szükséges és ún. nem önfenntartó. Jelentős áramnövekedés esetén ívkisülés lép fel a hidraulikus repesztésben (EF szakasz). Ha az ívkisülést a katód termikus emissziója támogatja a felületet érő pozitív ionok általi melegítése miatt, a kisülést önfenntartónak nevezzük. Ha a katód termikus emisszióját külső feszültségforrásról történő melegítéssel hozzuk létre, akkor az ívkisülést nem önfenntartónak nevezzük.

Gázizzással kísért parázskisülést használnak neonlámpák, gázkisülési jel és lineáris jelzők, zener diódák és néhány egyéb hidraulikus repesztés.

gázkisülés-jelzők. ikonszerű gázkisülés-jelzők egy gázzal töltött hengerből, tíz katódból és egy közös anódból áll. A katódok számok, betűk vagy más karakterek formájában vannak. Az anódra és az egyik katódra feszültséget adnak egy korlátozó ellenálláson keresztül. Ezek között az elektródák között izzás kisülés lép fel, amely katód alakú. Különböző katódok váltásával különböző előjelek jeleníthetők meg. A szegmensjel-jelzők sokoldalúbbak. Így a 13 szegmensből álló IN-23 szegmens izzító kisülésjelző lehetővé teszi a katódszegmensek megfelelő kapcsolásával, hogy 0-tól 9-ig tetszőleges számot, az orosz vagy latin ábécé betűit kiemelje.

A lineáris gázkisülés-jelzők (LGI) világító pontok vagy vonalak formájában jelenítenek meg információkat az áramkör feszültségéről vagy áramáról. A pont helyzete és a vonal hossza arányos az áramkörben lévő feszültséggel vagy áramerősséggel. Az LGI elektródarendszer hosszúkás henger alakú.

Gázkisüléses zener dióda. A zener-diódának (3.9. ábra, a) két elektródája van - az 1. katód, amely üreges henger formájában készült, és a 3. anód vékony rúd formájában, az OSB katód mentén. A gyújtási feszültség csökkentésére egy kis 2-es tűt, az úgynevezett gyújtóelektródát hegesztik a katód belsejébe.

Az izzítókisülésű zener-dióda működése azon alapul, hogy az elektródáin csaknem állandó égési feszültséget tartanak fenn, amikor a zener-diódán átfolyó áram jelentősen megváltozik (3.8. ábra CD szakasz).

A Zener-diódák az egyenáramú áramkörök feszültségének stabilizálására szolgálnak.

Thyratron. Egy bonyolultabb hidraulikus rétegrepesztés a tiratron. Tartalmaz egy katódot, egy anódot és egy vagy több vezérlőelektródát, amelyeket rácsoknak nevezünk. A tiratron két stabil állapotban lehet: nem vezető és vezető. ábrán. A 3.9, b ábrán egy MTX-90 típusú hidegkatódos tiratron készülék látható. A tiratron egy hengeres katódból 1, egy fémrúd-anódból 2 és egy alátét formájú fémhálóból 3 áll. Ha a katódhoz képest kis pozitív feszültséget kapcsolunk a rácsra, a rács és a katód között egy kiegészítő „csendes” kisülés lép fel. Ha pozitív feszültséget kapcsolunk az anódra, a kisülés átkerül az anódra. Minél nagyobb a segédkisülési áram a rácskörben, annál alacsonyabb a tiratron gyújtási feszültsége. A katód és az anód közötti kisülés fellépése után a rácsfeszültség változása nem befolyásolja a tiratron áramerősségét, és a tiratronon áthaladó áram megállítható az anódfeszültségnek az égésnél alacsonyabb értékre történő csökkentésével. feszültség.

Az izzító kisülésű tiratronok nagyon kevés energiát fogyasztanak, széles hőmérsékleti tartományban működnek, nem érzékenyek a rövid távú túlterhelésre, azonnali működésre készek. Ezeknek a tulajdonságoknak köszönhetően impulzuskészülékekben, generátorokban, számítástechnikai eszközök egyes csomópontjaiban, relé berendezésekben, megjelenítő eszközökben stb.

FOTÓELEKTROMOS BERENDEZÉSEK

Az elektrovákuum- és gázkisüléses fotovoltaikus eszközök közé tartoznak a fotocellák és a fénysokszorozók, amelyek működési elve külső fotoelektromos hatás alkalmazásán alapul.

A fotocellában (3.10. ábra) van egy üvegbura 2, amelyben vákuumot hoznak létre (elektrovakuumos fotocella

ment) vagy amely inert gázzal van megtöltve (gázkisüléses fotocella) Egy anódból és egy fotokatódból áll A fotokatód a 3. lombik belső felülete (kis terület kivételével - 1. ablak), amely a 3. egy ezüstréteg, amelyre egy cézium-oxid réteg rakódik le. A 4 anód gyűrű alakú, hogy ne zavarja a fényáramot. Az anód és a katód 6 kivezetésekkel van ellátva, amelyek átmennek a lombik 5 műanyag tartóján.

Ha egy fotokatódot fényárammal megvilágítanak, az elektronok kiütődnek belőle. Ha az anódra a katódhoz képest pozitív feszültséget kapcsolunk, akkor a fotokatódból kiütött elektronok az anódhoz vonzódnak, I f fényáramot hozva létre az áramkörében. A fényáramnak a Ф fényáramtól való függését fény ha-

a fotocella jellemzői. A fotoáram a fotokatód és az anód között alkalmazott U feszültségtől is függ. Ezt a függőséget anód CVC-nek nevezik. Kifejezett telítési tartománya van, amelyen a fotoáram kevéssé függ az anódfeszültségtől (3.11. ábra, a)

A gázkisüléses fotocellákban az U feszültség növekedése gázionizációt és fotoáram növekedést okoz (3.11. ábra, b).

A fényáram csekély értéke miatt (vákuum fotocelláknál akár több tíz mikroamper, gázkisüléses fotocelláknál több mikroamper) a fotocellákat általában csöves vagy tranzisztoros erősítőkhöz használják.

A fotosokszorozó cső (PMT) egy EEW, amelyben a fotoelektron-emissziós áramot másodlagos elektronemisszió erősíti. A PMT üvegtartályban (3.12. ábra), amelyben nagy vákuumot tartanak fenn, a K fotokatódon és az A anódon kívül további elektródák találhatók, amelyek szekunder elektronok emitterei, és ezeket dinódáknak nevezzük. A dinódák száma egy PMT-ben elérheti a 14-et. A dinódákra pozitív feszültségek kapcsolódnak, és a fotokatódtól való távolság növekedésével a dinaódák feszültségei nőnek. A szomszédos dinódák közötti feszültség körülbelül 100 V. A fotokatód megvilágításakor elektronok repülnek ki a felületéről, amit az első mező általi elektromos eltávolítás felgyorsít.

dinódákat és az első dinódára esik, kiütve belőle a másodlagos elektronokat. Ez utóbbiak száma többszöröse a fotokatódból kibocsátott elektronok számának. Az első és a második dinódák közötti elektromos tér hatására az első dinódából kirepült elektronok a második D2 dinódára esnek, kiütve onnan a másodlagos elektronokat. A D2 dinódából kiütött másodlagos elektronok száma többszöröse az azt eltaláló elektronok számának. Így minden dinódán növekszik a szekunder elektronok száma. Következésképpen a fotosokszorozóban a katód fotoáramának többszörös felerősítése van, ami lehetővé teszi, hogy nagyon alacsony fényáram mérésére használják őket. A PMT kimeneti áram eléri a több tíz milliampert.

Ellenőrző kérdések és feladatok

1. Ismertesse az anódáram szabályozásának elvét az EUL-ben a vezérlőhálózati feszültség segítségével!

2. Nevezze meg az elektrosztatikus sugárkormányzással rendelkező CRT fő részeit, és magyarázza el a céljukat!

3. Nevezze meg a gázkibocsátó berendezések főbb típusait és területeit!
alkalmazásaik.

4. Adj rövid leírás külső fotoelektromos hatás. Hogyan
Hogyan használják ezt a jelenséget a fotocellákban és a fénysokszorozókban?

Hasonló információk.

Az elektrovákuum készülékeket széles körben használják. Ezen eszközök segítségével lehetőség nyílik az egyik típusú elektromos energiát egy másik típusú elektromos energiává alakítani, amely az áram vagy feszültség alakjában, nagyságában és frekvenciájában különbözik, valamint a sugárzási energiát elektromos energiává és fordítva.

Segítséggel elektrovákuum eszközök Sajtófal születésnapi Gorreklama Voronezh.

különböző elektromos, fény- és egyéb mennyiségek szabályozása zökkenőmentesen vagy lépcsőzetesen, nagy vagy kis sebességgel, valamint magának a szabályozási folyamatnak az energiaköltsége mellett, sok más módszerre jellemző jelentős hatásfok csökkenés nélkül is elvégezhető. szabályozás és ellenőrzés.

Az elektrovákuum készülékek ezen előnyei miatt felhasználhatók különféle elektromos áramok egyenirányítására, erősítésére, generálására és frekvenciaátalakítására, elektromos és nem elektromos jelenségek oszcillográfiájára, automatikus vezérlésére és szabályozására, televíziós képek továbbítására és vételére, különféle mérésekés egyéb folyamatok.

Az elektrovákuum készülékek olyan eszközök, amelyekben a gáztömör héjjal elzárt munkatér rendelkezik magas fok ritkítás vagy speciális közeggel (gőzök vagy gázok) töltöttek, és amelyek hatása elektromos jelenségek vákuumban vagy gázban történő alkalmazásán alapul.

Az elektrovákuumos eszközöket elektronikus eszközökre osztják, amelyekben tisztán elektronikus áram folyik vákuumban, és ionos eszközökre (gázkisülés), amelyeket gázban vagy gőzben történő elektromos kisülés jellemez.

Az elektronikai eszközökben az ionizáció gyakorlatilag hiányzik, és ha kismértékben is megfigyelhető, akkor ezeknek az eszközöknek a működésére nincs észrevehető hatása. A gáz ritkulását ezekben az eszközökben a 10-6 Hgmm-nél kisebb maradék gázok nyomásával becsülik. Art., a nagy vákuumra jellemző.

Az ionos készülékekben a maradék gázok nyomása 10-3 Hgmm. Művészet. és magasabb. Ilyen nyomáson a mozgó elektronok jelentős része gázmolekulákkal ütközik, ami ionizációhoz vezet, ezért ezekben az eszközökben a folyamatok elektron-ionosak.

A vezetőképes (kisülés nélküli) elektrovákuum-berendezések működése az elektromos árammal kapcsolatos jelenségek felhasználásán alapul egy ritkított gáz szilárd vagy folyékony vezetőiben. Ezekben a készülékekben nincs elektromos kisülés sem gázban, sem vákuumban.

Az elektrovákuum eszközöket különféle kritériumok szerint osztják fel. Speciális csoportot alkotnak a vákuumcsövek, azaz a különféle átalakításokra tervezett elektronikus eszközök elektromos mennyiségek. Rendeltetésük szerint ezek a lámpák generátoros, erősítős, egyenirányítós, frekvenciaváltós, detektoros, mérőműszeres, stb. Legtöbbjük folyamatos üzemű működésre készült, de gyártanak impulzus üzemmódú lámpákat is. Elektromos impulzusokat, azaz rövid távú áramokat hoznak létre, feltéve, hogy az impulzusok időtartama sokkal rövidebb, mint az impulzusok közötti intervallumok.

Az elektrovákuum készülékeket sok más szempont szerint is osztályozzák: katód típusa (meleg vagy hideg), henger kialakítása (üveg, fém, kerámia vagy kombinált), hűtés típusa szerint (természetes, azaz sugárzó, kényszerített) levegő, víz).

Bevezetés
Ennek a könyvnek az alcíme – „A bűnmegelőzés legjobb módjai” – különösen a következőket jelenti: 1) a téves riasztások csapásától való megszabadulás módjai; 2) A biztonsági személyzet megértése...

Fénycsövek tápellátási sémái
A fluoreszkáló lámpák induktív reaktanciával (fojtóval) sorba vannak kötve a hálózatra, amely biztosítja a lámpa váltakozó áramának stabilizálását. A helyzet az, hogy egy elektromos kisülés a gázban ...

Tudományos - műszaki támogatás és karbantartás
Amikor mondtam egy barátomnak, hogy autót szeretnék venni, azt mondta: "Vegyél egy ilyen autót, mert nincs gond a javítással, mindig lehet hozzá alkatrészt találni." &quo...

Az elektrovákuum eszközök közé tartoznak az elektromos eszközök, amelyek működése az áramlás felhasználásán alapul elektromos töltések vákuumban vagy ritkított gázközegben.

Vákumon a gáz, különösen a levegő állapotát értjük, légköri nyomás alatti nyomáson. Ha az elektronok szabadon mozognak a térben anélkül, hogy ütköznének a gáz kiszivattyúzása után megmaradt molekulákkal, akkor

nagy vákuumról beszélünk.

Az elektrovákuumos eszközöket elektronikusra osztják, amelyekben az elektromos áram vákuumban történő áramlását figyelik meg, és ionosra (gázkisülés), amelyeket gázban (vagy gőzben) történő elektromos kisülés jellemez. Az elektronikus eszközökben az ionizáció gyakorlatilag hiányzik, és a gáznyomás nem kisebb, mint 100 µPa (10-6-10-7 Hgmm).

Az ionos készülékekben a nyomás 133×10-3 Pa (10-3 Hgmm) és magasabb. Nál nél

Ilyenkor a mozgó elektronok jelentős része gázmolekulákkal ütközik és ionizálja azokat.

Az elektronikus eszközöket vákuumcsöveknek nevezzük.

Az elektronikus eszközök osztályozása a következő kritériumok szerint történik:

Cél és hatály,

elektródák száma,

katód típusa (közvetlen vagy közvetett fűtés),

Elektronikus áramlásszabályozási módszer.

Az elektronikus eszközök a következőkre oszthatók:

1. Átalakításra tervezett egyenirányító lámpák (kenotronok).

váltakozó áramról egyenáramra.

2. Erősítésre és átalakításra tervezett vevő-erősítő lámpák

nagyfrekvenciás oszcillációk kialakítása a vevőkészülékekben és az oszcilláció javítása

alacsony frekvencia tiltások a vevőkészülékekben és az erősítőkben.

Az elektródák számától függően a vevő-erősítő lámpák a következőkre oszthatók:

Két elektróda (diódák), két elektródával - egy katóddal és egy anóddal (a diódákat a nagyfrekvenciás áramok észlelésére (egyenirányítására), az alacsony frekvenciájú áramok átalakítására és a különféle automatikus vezérlésre használják

Három elektród (triódák), amelyek a katódon és az anódon kívül egy harmadik elektródával, egy vezérlőrácstal rendelkeznek (a triódákat az alacsony frekvenciájú rezgések erősítésére és számos speciális áramkörben használják);

Négyelektródák (tetódák), amelyek egy katóddal, egy anóddal és két ráccsal rendelkeznek (a tetródokat az alacsony frekvenciájú oszcillációk erőteljes erősítésére használják);

Öt elektródák (pentódok), amelyek egy katóddal, egy anóddal és három ráccsal rendelkeznek (a pentódokat a magas és alacsony frekvenciájú rezgések erősítésére használják, az erős pentódokat az alacsony frekvenciájú oszcillációk erejének erősítésére használják);

A multielektródákat (négy rács - hexódák, öt rács - heptódák, hat rács - októdok) használják a vevők frekvenciaátalakítására;

Kombinált, két vagy több független elektródarendszert tartalmaz

az elektronfolyamaim. A következő típusú kombinált vákuumcsövek vannak: kettős dióda, kettős trióda, kettős tetróda, dupla

dióda - trióda, kettős dióda - tetróda, dióda - tetróda, dióda - pentóda, dupla

dióda - pentóda, trióda - pentóda, kétsugaras tetróda stb.

3. Generátor és moduláló lámpák. Ezek a lámpák erősebbek, mint a vevő-erősítők. Ezeket nagyfrekvenciás rezgések generálására, teljesítményrezgések felerősítésére és modulációra használják.

A generátor és a modulátor lámpái három elektródás, négy-

elektródát és ötelektródát.

4. Ultra-nagyfrekvenciás lámpák, amelyeket kifejezetten az ultrarövid hullámú (VHF) tartományban történő működésre terveztek. Néhány ilyen lámpa ugyanazon az elven működik, mint hagyományos lámpák, és csak méretben különbözik tőlük. A VHF sávú lámpák másik része speciális kialakítású. Végül,

A VHF tartományban klistronokat és magnetronokat alkalmaznak, amelyek működése teljesen más elveken alapul, mint a hagyományos elektroncső működése.

Rizs. 1.1 Megjelenés bizonyos típusú lámpák:

a és b - fogadó-erősítő üveglámpák; c - alaptalan mini-

tyurnaya lámpa; g - fém vevő-erősítő lámpa; e -

nagy teljesítményű üveg alap nélküli lámpa; e - cermet -

kalic pulzus

5. Elektronsugaras eszközök. Ide tartoznak a kineszkópok (televíziócsövek vétele), az adó-televízió-csövek, az oszcilloszkóp- és tárolócsövek, a képerősítő csövek, a katódsugár-kapcsolók, a radar- és hidroakusztikus állomások jelzőcsövéi stb.

Egyes típusú lámpák megjelenését az ábra mutatja. 1.1.

Az elektrovákuum eszközöket szintén osztályozzák:

1. A henger anyaga és kialakítása szerint:

Üveg;

Fém;

Kerámiai;

Kombinált.

2. A hűtés típusa szerint:

Természetes vagy sugárzó;

Kényszer - levegő, víz, gőz.

A gázkisüléses berendezéseket a gázban előforduló kisülés típusa szerint osztályozzák. A rádiótechnikai berendezésekben háromféle gázkisülési eszközt használnak:

a) Izzító kisülési eszközök. Ezek az eszközök hideg, nem fűtött

a katódot használják, és főleg feszültség stabilizálására használják.

b) Folyékony vagy szilárd, nem fűtött katóddal ellátott ívkisülési eszközök.

c) Mesterségesen fűtött katóddal ellátott ívkisülési eszközök. Ezeket az eszközöket az AC egyenárammá és egyenirányítóvá történő egyenirányítására használják

különféle vezérlési sémák és automatizálás.