Параметри магнетронного розряду.

Магнітронний розряд по суті аномальний тліючий розряд, при якому процес відбувається по всій поверхні катоду. Струми в магнітному розряді можуть були великими.

І_{магн. р.} І_Н.Тл.р.

Напруга магнетронного розряду 0,2-1 кВ

Напруга нормального тліючого розряду 0,2-10-100 кВ

Ефект магнітного поля на заряд можна оцінити як :

- середня частота зіткнень; - циклотронна частота обертання електронів.

- середній час між зіткненнями

- середня довжина пробігу між зіткненнями

[Тл]

Можливі такі варіанти:

• , тоді магнітне поле практично не впливає на праву гілку кривої Пашена.

• – в цьому режимі концентрація іонів мала , а це приводить по формування від’ємного просторового заряду в проміжку катод-анод.

При збільшенні збільшується енергія електронів. А отже зростає коефіцієнт Г, що дає змогу перейти до високовольтного слабо токового розряду

Використання магнетронного розряду

• Технологія нанесення тонких плівок;

• Використання розряду для комутації в високовольтних колах;

• Параметричні перетворювачі;

• Магніторозрядний насос високовольтного типу.

Розряд з розжареним катодом. Його використання для генерації плазми

Існує джерело електронів з нагрітого катоду. Емісія з катоду відбувається по закону Річардсона-Дешмона.

– рівняння Річардсона-Дешмона.

де - робота виходу електронів з катода, Т - термодинамічна температура, А - постійна, теоретично однакова для всіх металів.

Рівняння описує щільність струму насичення.

Катод звичайно покривають матеріалом з малою роботою виходу. Чим менша робота виходу тим краще. В якості емітуючої речовини використовують .

Прилади на основі розряду з розжареним катодом:

• Діод – газотрон;

• Тріод – тиратрон,тацитрон;

• Люмінесцентні лампи;

• Лазерні трубки;

Завдяки тому, що термоелектродний катод являється джерелом електронів вторинна емісія не використовується і напруга необхідна лише для іонізації газу. Так як потенціал газу , то звідси витікає, що

Струм розряду визначається емітуючою властивістю катода. Звичні значення струму в розряді 0,01-5000 А.

В тих випадках коли стуми розряду великі, то такий розряд називається дуговим розрядом з накопленим розрядом, але при цьому він ніякого відношення до класичного дуговому розряду не має.

Якщо стум малий – то такі розряди називаються тліючим розрядом з накопиченим зарядом. Цей заряд дуже легко виникає і так же легко підтримується без проблем. Незручним являється розжарений катод.

Рис. Розподіл потенціалу

Особливості розряду з розжареним катодом в довгих трубках

Такий випадок реалізації в газових лазерах і в освітлювальних газорозрядних приборах.

В випадку якщо діаметр трубки дуже малий (декілька мм), то відбуваються великі втрати заряджених частинок на стінках, де вони рекомбінують. Для компенсації втрат необхідно збільшувати ефективність іонізації газу електронами.

Рис. Імовірність іонізації газу в залежності від енергії електрону

При зменшенні діаметру трубки енергія електрона повинна зростати, а це досягається за рахунок того, що збільшується падіння напруги на стовпі.

Рис. Розподіл потенціалу