Методические указания

Электровакуумными называют электронные приборы, принцип действия которых основан на перемещении электронов в вакууме или разреженных газах.

Эти приборы делятся на две группы: электронные, у которых электроны перемещаются в глубоком вакууме (остаточное давление 10^-4 – 10^-5 Па) и при своем движении практически не взаимодействуют с атомами газа, и ионные, или газоразрядные, у которых рабочий объем заполнен инертным газом при давлении около 10² Па. В ионных приборах наблюдается газовый разряд.

Свободные электроны в электровакуумных приборах появляются за счет электронной эмиссии. Электронной эмиссией называют испускание электронов поверхностью твердых тел под воздействием внешних факторов (нагревание металла, воздействие электромагнитного излучения, воздействие сильного электрического поля и т.д.).

В баллонах ионных приборов находится достаточно много атомов газа и при движении электроны взаимодействуют с ними. Если электрон накопил в электрическом поле достаточную энергию, то такое взаимодействие заканчивается возбуждением или ионизацией атома. Процесс ионизации газа в электрическом поле развивается лавинообразно. Между электродами образуется проводящая плазма, развивается электрический разряд. Для устойчивого существования разряда из катода должны постоянного поступать новые электроны. Если они появляются за счет термоэлектронной эмиссии с поверхности нагреваемого катода, то такой разряд называют несамостоятельным. В самостоятельном разряде эмиссия осуществляется за счет процессов, протекающих в самом разряде.

Существует несколько форм самостоятельного разряда. Чаще всего в газоразрядных приборах (тиратронах, стабилитронах, газотронах) используется тлеющий разряд.

Электронные лампы были первыми электронными приборами, которые положили начало развитию электроники и промышленному применению электронных устройств.

Простейшая электронная лампа – диод. Он состоит из анода и катода, помещенных в герметичный баллон, в котором создан высокий вакуум.

Трехэлекродную электронную лампу называют электровакуумным триодом. Триоды применяют для усиления электрических сигналов.

В электровакуумных триодах между анодом и катодом размещают третий электрод – сетку.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие приборы называют газоразрядными?
2. Какие виды электронной эмиссии Вы знаете?
3. Поясните устройство и принцип действия диода.
4. Назовите основные параметры диода.
5. Какова роль управляющей сетки в триоде?
6. Изобразите характеристики триода.
7. Какие виды и особенности газовых разрядов Вы знаете?
8. Чем отличается газотрон от тиратрона? Укажите особенности и области их применения.
9. Укажите основные преимущества и недостатки газоразрядных приборов по сравнению с электровакуумными.

Литература: [1] §14.1-14.6, 14.9, 15.1-15.6