Диод, триод, плазма

Диод , Триод , плазма. Диод - вакуумный или полупровод никовый прибор , пропускающий электрический т ок только одного направления и имеющий дв а вывода для включения в электрическую це пь. Вакуумный диод (двух электродная электрон ная лампа ) представляет собой стеклянный или металлический баллон , из которого выкачан воздух , и дв ух металлических электродов : накаливаемого катода и холодного анода . Катод бывает двух типов : прямого накала и косвенного накала . В первом случае катод представляет собой нить , по которой прохо дит накаливающий её ток , а во втором - покрытый слоем металла с малой раб отой выхода цилиндр , внутри которого находитс я нить накала , электрически изолированная от катода . Действие катода как источника эле ктронов основано на явлении термоэлектронной миссии . На рисунке 1 показано устройство вакуум ного диода с катодом к о свенного накала. Недостатком катодов прямого накала являет ся то , что они не пригодны для питания их переменным током , так как при изме нениях тока температура нити успевает изменит ься , и поток излучаемых электронов пульсирует с частотой питающего тока. Двух электродная электронная лампа была изобретена в 1904 физиком Дж . Флемингом Полупроводниковый диод - полупроводниковый при бор р - н - переходом . Рабочий элемент - криста лл германия , обладающий проводимостью н – тип а за счёт небольшой добавки донорной прим еси Для создания в нём р– н-переходов в одну из его поверхностей вплавляют и ндий . Вследствие диффузии атомов индия вглубь монокристалла германия у поверхности германи я образуется область р - типа . Остальная ча сть германия по-прежнему остаётся н - типа . Между эт и ми двумя областями возни кает р-н-переход . Для предотвращения вредных во здействий воздуха и света кристалл германия помещают в герметический корпус . устройство и схематическое изображение полупроводникового диода : Достоинствами полупроводниковых диодов явл яются малые размеры и масса , длительны й срок службы , высокая механическая прочность ; недостатком - зависимость их параметров от температуры. Вольт - амперная характеристика диода (при большом напряжении сила тока достигает н аибольшей величины - ток насыщени я ) имеет нелинейный характер , поэтому свойства диода оцениваются крутизной характеристики и внутрен ним сопротивлением. ТРИОД - электронная лампа , имеющая три электрода : катод , анод , управляющую сетку . Изобр етён в 1906 Ли Де Форестом . Подавая на сет ку напр яжение и меняя его величину и полярность , можно управлять электронным п отоком внутри лампы , т . е . изменять величин у анодного тока . Поэтому сетку называют уп равляющей . Она расположена ближе к катоду , чем к аноду . Поэтому изменение напряжения на сетке сильн е е влияет на величину анодного тока , чем такое же измен ение анодного напряжения . В основном триод используют в качестве усилителя. Коэффициент усиления (показывает , во сколь ко раз приращение анодного напряжения должно быть больше приращения сеточного напряж ения для изменения силы тока на о динаковую величину ) : ПЛАЗМА - частично или полностью ионизиро ванный газ , в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаков ы . В лабораторных условиях плазма образуется в электрическом разряд е в газе , в процессах горения и взрыва . Когда луч лазера сфокусировали линзой , в воздухе в области фокуса вспыхнула искра , и там о бразовалась плазма . Это вызвало огромный инте рес у физиков . Первые затравочные электроны появляются в результате вырывания их из атомов среды после одновременного поглощения нескольких фотонов световой волны . Энергия каждого фотона рубинового лазера рав на 1, 78 эВ . Далее свободный электрон , поглощая фотоны , достигает энергии 10 эВ , достаточной д ля ионизации и рождения нового эле к трона в процессе столкновения с атома ми среды . Разряд может гореть в течение длительного времени и светится ослепительно белым светом , на него невозможно смотреть без тёмных очков . Необычайно высокая темпер атура - уникальное свойство оптического заряда - пр е дставляет большие возможности для использования его в качестве источника с вета . Возможность создания плазменного шнура световым излучением лазера открывает возможности для передачи энергии на расстояние. Термин “плазма” в фи зике был введен в 1929 американс кими учен ыми И . Ленгмюром и Л . Тонксом. Носителями заряда в плазме являются э лектроны и , образовавшиеся в результате ионизации газа . Отношение числа ионизованных атомов к полному их числу в единице объема плазмы назыв ают степенью ионизации плазмы (а ). В зависимости от величины а говоря т о слабо ионизованной (а – доли проц ента ), частично ионизованной (а – несколько процентов ) к полностью ионизованной (а близк а к 100%) плазме. Средние кинетические энергии различных ти пов частиц , составляющих плазму , мог ут быть разными . Поэтому в общем случае плаз му характеризуют не одним значением температу ры , а несколькими – различают электронную температуру Т е , ионную температуру Т i и температуру нейтральн ых атомов Т а . Плазму с ионной температурой Т i < 10 5 К называют низкотемпературной , а с Т i > 10 6 К – высокотемпературной. Высокотемпературная плазма является основным объектом исследования по УТС (управляемому термоядерному синтезу ). Низкотемпературная плазма находит применение в газоразрядных источниках света , газовых лазерах , МГД – генераторах и др.