1.7. Термоэлектронная эмиссия. Электровакуумные приборы.

Термоэлектронная эмиссия – это явление покидания электролитами поверхности металлов под действием температуры. Это явление лежит в основе работы электровакуумных приборов. Одно из таких устройств, электрическая схема которого представлена на рисунке 49, называется полупроводниковым диодом. Рассмотрим устройство этого прибора.

Рисунок 49.

Диод состоит их двух электродов – анода и катода, помещенных в вакуум. При нагревании катода, вокруг него создается электронное облако и наступает динамическое равновесие.

Если между анодом и катодом действует электрическое поле [на аноде (+), на катоде (-)], то электроны устремятся к аноду. По мере увеличения приложенного напряжения будет увеличиваться и ток до тех пор, пока все вылетевшие с катода электроны не попадут на анод. Этот ток называется током насыщения при данной температуре катода.

Вольт-амперная характеристика электровакуумного диода.

Рисунок 50.

При увеличении температуры катода увеличивается ток насыщения, а при уменьшении уменьшается. Если изменить направление электрического поля, то ток проходить через диод не будет. Это свойство односторонней проводимости диода применяется для выпрямления переменного электрического тока.

Полупроводниковый триод.

Лампа триод содержит три электрода – анод, катод и сетку(рис.51). Анодным током триода можно управлять напряжением на сетке, причем небольшим изменениям этого напряжения будут соответствовать значительные изменения анодного тока.

Рисунок 51.

Это объясняется тем, что сетка расположена вблизи от катода, поэтому влияние сеточного напряжения на анодный ток преобладает над влиянием анодного напряжения. Если на сетке положительное напряжение, то ее поле ускоряет электроны и анодный ток увеличивается, а при некотором значении –U_сэлектроны не могут преодолеть этот барьер и анодный ток вообще прекращается (лампа «замирается»).

Триод имеет семейства анодных и сеточных характеристик:

Анодные характеристики при

Сеточные характеристики при.

Рассмотрим вольт-амперную характеристику полупроводникового триода.

Рисунок 52.

По этим характеристикам определяются внутреннее сопротивление лампы триода R_iи крутизна анодно-сеточной зависимости (S).

; ; [Ом]

; ;.

Произведение этих параметров определяет статический коэффициент усиления лампы

.

Основное применение триода и многоэлектродных электронных ламп – усиление и генерирование электрических колебаний, а также в приемных и передающих устройствах телевидения и других устройствах визуализации быстропротекающих процессов.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие вещества называются электролитами?

2. Какие материалы относятся к полупроводникам?

3. Перечислить особенности полупроводников.

4. Устройство полупроводникового диода.

5. Для чего предназначен полупроводниковый триод?

6. В чем заключается явление термоэлектронной эмиссии?

7. Устройство электровакуумного диода.

8. Роль сетки в электровакуумном триоде?

9. Что называется электрическим током?

10. Назвать основные параметры электрического тока.

11. Какие частицы являются носителями заряда в проводниках первого рода?

12. Записать закон Ома для участка цепи.

13. Что называется ЭДС источника тока?

14. Записать закон Ома для замкнутой цепи.

15. В чем заключается закон Джоуля-Ленца?