Электрический ток в вакууме. Электронная эмиссия. Двухэлектродная лампа - диод. В металлах есть электроны проводимости. Средняя скорость движения этих электронов зависит от температуры металла: она тем больше, чем выше температура. Если поместить в вакууме на некотором расстоянии друг от друга два металлических электрода и создать между ними определённую разность потенциалов, то тока между ними не будет. Хотя в металлах и есть свободные электроны, но они удерживаются внутри металла и при обычных температурах практически не могут выходить из него. Работа выхода электронов из металла выполняется электронами за счёт их кинетической энергии.

Медленные электроны вырваться из металла не могут, а вырываются лишь те, кинетическая энергия которых Е к превышает работу выхода, то есть Е к А. Выход свободных электронов из металла называют их эмиссией. Следовательно, чтобы существовала эмиссия электронов, необходимо сообщить электронам проводимости металла кинетическую энергию, достаточную для выполнения работы выхода. Фотоэмиссия-происходит при облучении металла светом. Автоэлектронная эмиссия- вырывание электронов из металла сильным электрическим полем. Термоэлектронная эмиссия- электроны приобретают кинетическую энергию при нагревании металла. Нагретый металл до о С будет окружён облаком электронов. Значительное число электронов будет иметь кинетическую энергию, превышающую работу выхода, и эти электроны могут вылетать из металла.

Двухэлектродная лампа - диод. U накала катод анод R U a I A

Диод состоит из стеклянного или металлического корпуса из которого откачан воздух. В баллон впаяны два электрода - катод и анод. В диоде с катодом косвенного накала имеется миниатюрная печка, которая служит для разогрева катода. Обычно катод устроен в виде цилиндра внутри которого расположен подогреватель, анод же представляет собой цилиндр, который расположен вокруг катода. Если подать на анод лампы положительный потенциал относительно катода, то электрическое поле между анодом и катодом будет способствовать движению электронов от катода к аноду. накал катод анод

Двухэлектродная лампа - диод. U накала катод анод R U a I A

При увеличении анодного напряжения всё большее количество электронов увлекается электрическим полем, и сила анодного тока резко возрастает до тех пор, пока напряжение не достигнет значения U H при котором все эмитированные катодом за единицу времени электроны будут перемещаться полем к аноду. Сила анодного тока достигает максимального значения I H, которое называется силой тока насыщения диода, и дальнейшее повышение анодного напряжения не ведёт к увеличению силы анодного тока. Анодное напряжение U H получило название напряжение насыщения. При повышении температуры катода из него в единицу времени будет вылетать большее количество электронов и возрастать сила тока насыщения. Поскольку раскалённый катод лампы испускает электроны, а не положительные ионы, то диод проводит ток лишь тогда, когда на анод лампы подаётся положительный относительно катода потенциал. В противном случае электроны будут притягиваться к положительно заряженному катоду и ток идти не будет.Это означает, что лампа имеет одностороннюю проводимость.

I A UAUA U1U1 U 2 U 3 U H I H Вольтамперная характеристика диода Сила анодного тока достигает максимального значения I H, которое называется силой тока насыщения диода, и дальнейшее повышение анодного напряжения не ведёт к увеличению силы анодного тока.

Свойства диодов характеризуют несколькими параметрами. Увеличение анодного напряжения на U a обусловливает возрастание силы тока на a. Отношение прироста анодного тока к приросту анодного напряжения( при постоянной температуре катода) называют крутизной вольтамперной характеристики S= I a / U a Если в паспорте диода указано, что крутизна его характеристики равна 3 мА/В, то это означает, что при изменении анодного напряжения на 1В сила анодного тока изменяется на 3мА. Важным параметром диода является внутреннее сопротивление R i, которое измеряется отношением прироста анодного напряжения U a к приросту силы анодного тока I a : R i = U a / I a Легко увидеть, что между внутренним сопротивлением и крутизной характеристики существует зависимость: R i =I / S

тест 1. Что такое эмиссия электронов? 2.При каком условии возникает эмиссия электронов? 3.Как зависит термоэлектронная эмиссия от температуры? 4.Как устроена двухэлектродная лампа - диод? 5.Как устроены катоды в электронных лампах с косвен.накалом? 6.Что такое ток насыщения диода? 7.Как можно увеличить ток насыщения катода? 8.Крутизна вольтамперной характеристики - это..? 9.Чем объясняется одностороння проводимость электронной лампы? 10.Где широко в технике применяются диоды? 11.Внутреннее сопротивление диода - это..? 12.Свойства диодов характеризуют..?