Реферат: Диод

Диод — вакуумный илиполупроводниковый прибор, пропускающий электрический ток только одногонаправления и имеющий два вывода для включения в электрическую цепь.

Вакуумный диод (двух электродная электронная лампа)представляет собой стеклянный или металлический баллон, из которого выкачанвоздух, и двух металлических электродов: накаливаемого катода и холодногоанода. Катод бывает двух типов: прямого накала и косвенного накала. В первомслучае катод представляет собой нить, по которой проходит накаливающий её ток,а во втором — покрытый слоем металла с малой работой выхода цилиндр, внутрикоторого находится нить накала, электрически изолированная от катода. Действиекатода как источника электронов основано на явлении термоэлектронной миссии. Нарисунке 1 показано устройство вакуумного диода с катодом косвенного накала.

Недостатком катодов прямого накала является то, чтоони не пригодны для питания их переменным током, так как при изменениях токатемпература нити успевает измениться, и поток излучаемых электронов пульсируетс частотой питающего тока.

Двух электродная электронная лампа была изобретена в1904 физиком Дж. Флемингом

Полупроводниковый диод — полупроводниковый прибор р — н- переходом. Рабочий элемент-кристалл германия, обладающий проводимостью н–типа за счёт небольшой добавки донорной примеси Длясоздания в нём  р–н-переходов в одну из его поверхностей вплавляют индий. Вследствиедиффузии атомов индия вглубь монокристалла германия у поверхности германияобразуется область р — типа. Остальная часть германияпо-прежнему остаётся н- типа. Междуэтими двумя областями возникает р-н-переход.Для предотвращения вредных воздействий воздуха и света кристалл германияпомещают в герметический корпус. устройство и схематическое изображениеполупроводникового диода :

Достоинствами полупроводниковых диодов являютсямалые размеры и масса, длительный срок службы, высокая механическая прочность;недостатком — зависимость их параметров от температуры.

Вольт — амперная характеристика диода (при большом напряжении сила тока достигаетнаибольшей величины- ток насыщения ) имеет нелинейный характер, поэтомусвойства диода оцениваются крутизной характеристики:

и внутренним сопротивлением:

ТРИОД — электронная лампа, имеющаятри электрода: катод, анод, управляющую сетку. Изобретён в 1906 Ли Де Форестом. Подавая на сетку напряжение и меняя его величинуи полярность, можно управлять электронным потоком внутри лампы, т. е. изменятьвеличину анодного тока. Поэтому сетку называют управляющей. Она расположенаближе к катоду, чем к аноду. Поэтому изменение напряжения на сетке сильнеевлияет на величину анодного тока, чем такое же изменение анодного напряжения. Восновном триод используют в качестве усилителя.

Крутизна характеристики триода определяется:

Внутреннее сопротивление определяется по семействусеточных характеристик:

Коэффициент усиления(показывает, во сколько раз приращение анодного напряжения должно быть большеприращения сеточного напряжения для изменения силы тока на одинаковую величину):

 ПЛАЗМА — частично илиполностью ионизированный газ, в котором плотности положительных и отрицательныхзарядов практически одинаковы. В лабораторных условиях плазма образуется вэлектрическом разряде в газе, в процессах горения и взрыва. Когда луч лазерасфокусировали линзой, в воздухе в области фокуса вспыхнула искра, и тамобразовалась плазма. Это вызвало огромный интерес у физиков. Первые затравочныеэлектроны появляются в результате вырывания их из атомов среды послеодновременного поглощения нескольких фотонов световой волны. Энергия каждогофотона рубинового лазера равна 1, 78 эВ. Далеесвободный электрон, поглощая фотоны, достигает энергии 10 эВ,достаточной для ионизации и рождения нового электрона в процессе столкновения сатомами среды. Разряд может гореть в течение длительного времени и светитсяослепительно белым светом, на него невозможно смотреть без тёмных очков.Необычайно высокая температура- уникальное свойство оптического заряда-представляет большие возможности для использования его в качестве источникасвета. Возможность создания плазменного шнура световым излучением лазераоткрывает возможности для передачи энергии на расстояние.

Термин “плазма” в физике был введен в 1929 американскими учеными И. Ленгмюром и Л. Тонксом.

Носителями заряда в плазме являютсяэлектроны и ионы, образовавшиеся в результате ионизации газа. Отношение  числа ионизованных атомов к полному их числув единице объема плазмы называют степенью ионизации плазмы (а).В зависимости от величины а говорято слабо ионизованной (а – доли процента), частичноионизованной (а – несколько процентов) к полностью ионизованной (а близка к100%) плазме.

Средние кинетические энергииразличных типов частиц, составляющих плазму, могут быть разными. Поэтому вобщем случае плазму характеризуют не одним значением температуры, а несколькими– различают электронную температуру Те, ионную температуру Тiи температуру нейтральных атомов Та.Плазму с ионной температурой Тi< 105  К называютнизкотемпературной, а с Тi> 106К – высокотемпературной.

Высокотемпературная плазма является основнымобъектом исследования по УТС (управляемому термоядерному синтезу).

Низкотемпературная плазма находит применение вгазоразрядных источниках света, газовых лазерах, МГД – генераторах и др.