Щука А.А. Электроника (2005) (1152091), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Конструкция знаковых индикаторов состоит из одного или нескольких сетчатых анодов и набора катодов в форме отображаемых символов. Схема коммутации катодов обеспечивает вкл>очсние нужного катода, соответствуюшего отображаемой информации. Подбором тока на анод обеспечивается режим равномерного свечения катода, ко~орый является индицируемым символом. щкальнь>е индикаторы предназначены для отображения как цифровой, так и аналоговой информации. В качестве индикаторного элемента используется газовый промежуток "анод — катод". В зависимости от способа подачи управляющего импульса информация отображается в виде светящегося столбика, либо в виде светящейся точки, перемещаю.
щейся вдоль шкалы (рис. б.2). Число индикаторных элементов не превышает нескольких сотен при шаге дискретности 0,5 — ),5 мм, В качестве индикаторов могут быть использованы тиратраны тле>ошего разряда. На основе индикаторных тиратронов созданы различные матричные индикаторы лля отображения буквенно-цифровой информации. Некоторые конструкции таких тиратронов легко сопряга>отея с микросхемами и поэтому могут оперативно ими управляться. Однако наибольший интерес вызывают газоразрядные индикаторные панели (ГИП). б Приборы и устройства плазменной электроники !67 чения. Гелий в газовой смеси позволяет ослабить температурную зависимость за счет сличения теплопроводности смеси.
В некоторых смесях используются также пары ртути. П тем подбора определенного сочетания светящихся точек и модуляции их яркости удася формировать сложные информационные картины. Конструктивно ! ИГ! делятся на ГИП постоянного тока, ! ИП перелгенного тока, ГИП с плазмен~о-электронным возбуждением люминофоров. Коммутация илн адресация электродов может быть автономной или встроенной в панель, для адресации элементов индикации исполюуются два метода. В методе совпадений ло„ лизация и возникновение разряда происходит при одновременном приложении поля к скрещенным электродам ячейки.
В методе зарядовой связи возникновение заряда в заданном промежутке стимулируется разрядом в другом пролзежутке. Метод заряловой связи позволяет получить направленный перенос газового разряда. ГИП с плазмеггно-электронньгзг возбуждением люминофора используется не только для отображения буквенно-цифровой информации, но и для воспроизведения телевизионных изображений. В этом типе ГИП возбуждается газовый разряд и создается плазменный катод. Электроны плазмы ускоряются системой электродов и возбуждают люминофору, что соответственно повышает световую эффелтивность приборов это~о типа. Различает ГИП индивидуального, группового и коллективного пользования, отличающиеся разрешающей способностью и размером панели.
Так ГИП индивидуального пользования имеют размер -1 м с разрешением более 20 ячеек на сантиметр. ГИП коллектив- 2 ного пользования имеют размеры до 10 м . Плазменные панели дают самое высокое качество изображения по сравнению с известными экранами н дисплеями Угол видимости достигает 160'. Считается, что альтернативы плазменным панелям на сегодняшний день нет, Недостатком ГИП является их довольно низкая экономичность. Задачи и упражнения 1б Я Расчет газоразрядного стабилизатора напряжения (стябнлитрона) Стабилитрон наполнен аргоноьг прн давлении 1О лгм рг. ст.
Площадь катода составляет 10 2 см, материал ка ода — алюминий. ему равно нормальное падение напряжения на стабилитроне? Каков верхний предел Рабочего тока стабилитрона? "ешенне Стаби. табнлитрон представляет собой газоразрядную лампу, работающую в режиме нормальНого о тлеющего разряда. Наибольший ток, при котором стабилитрон продол;кает еше работат ш'ь в нормальном режиме, получается, когда плотность тока на всей поверхности ка.года "а Равна нормальной. При меньших токах разряд покрывает лишь поверхность катода, Но пл плотность тока на этой работающей части продолжает оставаться нормальной.
Нормаль ьиои остается также н величина катодного падения напрягкення. Поэтому напряжение На ст стабилитроне мало меняется при изменении разрядного тока в довольно широких пределах, Часть!. Вакуумная н плазменная электроника Вычислим величину катодного напряжения для тлеющего разряда исходя из условия (5.5) (гк =- 6В/2А 1пП е 1/у) = 6 2 35 ! 0' 2 3 18(1 ь 1 70 11) 7 2.1360 = 120 В.
Значения констант взяты из справочника. Поскольку. падение напряжения на анодных частях разряда невелико, можно считать, что все напрюкение, прикладывасмое к стабилитрону, равно Юх. 2 Вычислим нормальную плотность тока тлеющего разряда. В нормальном режиме С, = 1л(1!- — ) ~вдАВ'рр' (! +у), у ( где р — подвижность ионов газа при р = ! мм рт. ст. Тогда .У„ч„, = 0,67.
в,.4В Нр (1.~- у)/!лП ч 1/у) = = О 67 8 85 ! 0 ' 1,36 10 5 5 10" 0.16 ! 0" $, ! $ (2 3 $8(1 е 1 у 0,11) = 34 А у н . 3. Наибольший ток, при котором стабилитрон продолжает еще работать в нормальном реэкимс, равен произведению нормальной плотности тока на площади катода У„, =3»,„В = 34х10 '= 3,4х10 А. и ~6.2. Коэффициенты первичной иониаации и умножения В газоразрядной трубке находится газ под давлением. Электроды расположены на расстоянии г(= 5 мм друг от друга. Труока помещена в однородное электрическое поле.
Пробой наступает прн 400 В. Определить коэффициент первичной ноннзацни а н коэффициент умножения $$ при напряжении 200 В и расстоянии между электродами 2,5 мм в том же самом приборе, есЛи коэффициент вторичной эмиссии $$ = 0,02. Решение Электрический пробой наступает при выполнении условия у ехр(аЫ) = 1 или 0,02 = ехр(0,5а) —. 1, откуда 0,5а = !п 50 и а = 7,82 см. й и. При изменении условий напряженность электрического поля осталась тон же самой следовательно, сохраняется значение а.
Коэффициент умножения 7 ехр(цг() ехр(7.82 0,25) !я ! — у ехр(ид> 1 — 0,02 ехР(7,82 0,25 — 1) б Приборы и устройства плазменной электроники контрольные вопросы Что такое ионные приборы? Что такое тирвтрон и как он устроен? Что ~акое декатрон? Как он устроен? Что такое газоразрядная панель и как она устроена? Какие типы газоразрядных панеяей вы знаете? Рекомендуемая литература Лрцимович Л.
Л. Элементарная физика плазмы. -- М. Лтомиздат. !969. з Лсвитскийз С. М. Сборник задач и расчетов по физической электроникс. -- Изд. Киевского университета, 1964 З, терехов В. Л. Сборник задач по эяекзронным приборам. — М.. Энергоатомиздат, 1933. 4 Ятыоиский Ф. М. 1'азоразрядньш приборы дяя отображения информации. — Мз Энергия,1979. 5, Яблонский Ф. М., 1ропцкий !О. В. Средства отабраткения изк!зорыации.— Мд Высшая школа, 1985. 7. Введение в зондовую микроскопию 7.1.
Туннельная микроскопия Вакуумная электроника в настоящее время является одним из наиболее интенсивно развивающих разделов науки и техники. Существенную роль при этом играют фундаментальные исследования в области физики поверхности твердого тела, разнообразных электронных. атомных н молекулярных процессов, происходящих на поверхности твердых тел. Заветным желанием ученых, особенно разработчиков электровакуумных приборов, на протяжении многих столетий было непосредственное наблюдение за поведением отдельных атомов на поверхности твердого тела, изучение процессов с участием одиночных или небольших групп атомов.
Методы исследования поверхности твердых тел, основанные на увеличении деталей поверхности с применением оптических микроскопов, относятся к концу ХНИ столетия и совершенствуются до настоящего времени. Современные оптические микроскопы позволяют увеличить детали поверхности до 1О раз и получить двумерное изображение. Оптические методы относятся к неразрушающим методам, поскольку образец ие подвергается разрушению. При использовании лазера в качестве источника света улалось достигнуть увеличения до 1О раз. Предел разрешения деталей поверхностей в оптических методах определяется в основном спиной волны излучения и составляет порядка 0,5 мкм.
Оптические методы не требуют особых условий, и диагностика с их помощью проводится на воздухе или в жидкости. В серелине ХХ века появились методы, связанные с использованием электронов в качестве источника излучения. длина волны электронов зависит от ускоряющего напряжения и может достичь нескольких ангстрем. Разработанные иа основе электронных потоков сканирующие электронные микроскопы позволяют получить двулгерные изображения с уве. личением порядка 1О'.
При этом исследуемый образец необходимо помешать в высокий вакуум. К настоящему моменту разработаны и хорошо развиты методы сканирующей электронной микроскопии 1ЗЕМ, зсапп)пя е1ес1гоп пцсгозсору) и просвечивающей алек тронной микроскопии )ТЕМ, ггапзщ)зз)оп е1есггоп ш)сгозсору). Они относятся к числу разруша1ощих методов контроля поверхности. Для формирования электронного пучка обычно используются электронные пушки на ос нове термоэлектронных катодов.
Разрабо~аны и модели электронных микроскопов с ис пользованием автокатолов в качестве источника электронов. Разрешающая способпост сть растровых и просвечивающих микроскопов позволяет наблюдать молекулярную структУ ру объектов исследуемой поверхности. Однако образец в процессе исслелований разру шается, и, следовательно, результаты искажаются. В 1936 году немецким физиком Эрвином Вильгельмом Мюллером был изобретен эмю тронный проектор 1или автоэлелтроцный микроскоп), позволяющий получить разреше 3 7 Введение в зондовую микроскопию ние на атомном уровне (25 Л). Лучшее разрешение получить не удавалось из-за эффекта близосщ< электронов и их дифракции. Улучшение разрешения до 3 — 5 А удалось полу„ить в ианнал< лшкрасконе (ионном проекторе), в котором для увеличения изображения поверхности исследуемого объекта используется пучок ионов. Следует заметить, что такое высокое разрешение можно получить только с вершины металлического острия в ус„овиях сверхвысокого вакуума.
Этот прибор не может быть использован для исследования достаточно протяженной поверхности. В 80-е годы прошлого столетия был разработан мощный метод топографии и анализа поверхности твердого тела — ока«ирующая <нуннеяьная ла<кроскопия. Идея сканирующе- е туннельного микроскопа родилась в 1978 голу. В научной дискуссии между сотрудником фирмы !ВМ Г. Рорером и аспирантом Франкфуртского университета Г. Биннингом г<оследний высказал мысль, что вакуумное туннелированне может бьщь подходящим методом дпя исследования поверхности. Для осуществления своей идеи он пригласил Рорера в лабораторию фирмы 1ВМ в Цкэрих, Исследования показали, что туннельный ток с кончика острия ограничен областью значителыю меньшей по сравнению с плошадью проекции кончика острия. Этот зксперимен<лльный факт лсг в основу работы предложенного нмн туннельного микроскопа. Воспой 198! года был построен прибор с разрешающей способностью 2 А.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
