11.Эффект Шоттки

Плотность тока насыщения с увеличением напряжения все же немного увеличивается. Это явление называется эффектом Шоттки. Эффект Шоттки обусловлен уменьшением высоты потенциального барьера в результате действия электрического поля.

Изменение высоты барьера вызвано наличием внешнего электрического поля, а изменение – уменьшением работы против сил электрического изображения . То есть, часть работы против сил электрического изображения теперь (при наличии поля) совершать не надо(!).

Рассчитаем величину :

Подставим сюда силу электрического изображения

и получим . Рассчитаем теперь величину : .

В выражениях для и не известно значение . Найдем его. На вершине потенциального барьера выдергивающая сила внешнего поля равна удерживающей силе электрического изображения : . Отсюда получаем и . Теперь найдем :

Запишем теперь формулу Ричардсона-Дешмена с учетом эффекта Шоттки:

, где .

23.Зажигание самостоятельного разряда. Развитие и установление самостоятельного разряда

Если увеличивать напряженность поля Ɛ (увеличивая, например, напряжение V), то будут возрастать α и γ, и ток будет возрастать. Опыт показывает, что при увеличении напряжения V на разрядном промежутке наступает такой момент, когда ток резко (!) возрастает и одновременно так же резко (!) усиливается свечение разряда. В этом случае разряд переходит в одну из форм самостоятельного разряда.Из выражения следует, что неограниченно (!) возрастает при приближении его знаменателя к нулю:

Эта формула и представляет собой искомое условие зажигания самостоятельного разряда. Впервые это условие было сформулировано Таунсендом.

Обозначим слагаемое . Тогда условие зажигания перепишется в виде

Величина μ (= – называется коэффициентом ионизационного нарастания.

Процесс развития самостоятельного разряда

В самом начале возникновения самостоятельного разряда возникает первая электронная лавина, которая за время 10^-7–10^-8 с проходит к аноду и оставляет(!) за собой облако положительных ионов, так как ионы двигаются (к катоду) медленно (!). Объемный заряд положительных ионов искажает поле внутри разрядного промежутка.

После второй лавины поле еще сильнее искажается. При этом у анода поле становится слабее и эта область слабого поля у анода расширяется от лавины к лавине. Почти все поле «стягивается» к катоду (!).

Таким образом, почти все падение напряжения будет находиться вблизи катода. Анод как бы продвигается к катоду (А₁, А₂, А₃). С каждой лавиной расстояние между анодом и катодом становится все меньше и меньше: d₃<d₂<d₁<d.

Коэффициент ионизационного нарастания μ зависит от произведения αd. При стягивании электрического поля к катоду d – уменьшается, а α – увеличивается. Действительно, уменьшение d вызывает увеличение отношения (за счет увеличения Ɛ), а увеличение приводит к увеличению α, поскольку α и связаны соотношением .При стягивании поля к катоду значение α – увеличивается, а расстояние d – уменьшается.

Для этого рассмотрим зависимость величины от отношения .

При увеличении (=x) увеличивается (=y). При этом , как видно из рисунка, увеличивается на участке 0M. В точке M величина достигает максимального значения. Следовательно, и произведение αd в этой точке максимально. Вместе с ним здесь максимально и ионизационное нарастание !

После точки M произведение αd, а, следовательно, и μ уменьшаются. Видно, что ионизационное нарастание μ сначала растет до некоторого максимального значения в точке M, а затем уменьшается.