Електронно-променева трубка

1 – фокусуючий циліндр;

2 – горизонтально відхиляючі пластини;

3 – екран;

4 – вертикально відхиляючі пластини;

5 – анод;

6 – дротяна спираль (катод).

   

 Електронно-променева трубка являє собою скляну колбу, в якій створено високий вакуум (10 ^-6 ~ 10 ^-7 мм рт.ст.). Джерелом електронів служить тонка дротяна спираль 6 (вона ж – катод). Напроти катода розташований анод 5 у формі порожнистого циліндра, до якого електронний пучок потрапляє, пройшовши через фокусний циліндр 1, який містить діафрагму з вузьким отвором. Між катодом і анодом підтримується напруга у декілька кіловольт. Прискорені електричним полем електрони вилітають з отвору діафрагми і летять до екрана 3, виготовленого з речовини, яка світиться під дією ударів електронів. Для керування електронним променем служать дві пари металевих пластин, одна з яких (2) розташована вертикально, а друга (4) – горизонтально. Якщо ліва з пластин 2 має негативний потенціал, а права – позитивний, то промінь відхилиться праворуч, а якщо полярність пластин змінити, то промінь відхилиться ліворуч. Якщо ж на  ці пластини подати змінну напругу, то промінь буде здійснювати коливання в горизонтальній площині. Аналогічно буде коливатисьпромінь у вертикальній  площині, якщо змінну напругу подати на пластини 4 (ці пластини називаються вертикально відхиляючими, а пластини 2 – горизонтально відхиляючими).

 

Електричний струм у напівпровідниках. Власна та домішкова провідність напівпровідників. Залежність опору напівпровідників від температури. Електронно-дірковий перехід. Напівпровідниковий діод. Транзистор.

 

    

Напівпровідники (Ge, Si та ін.) – речовини, що за провідністю знаходяться між провідниками і діелектриками. На відміну від провідників (металів), опір напівпровідників різко зростає при пониженні температури.

Власна провідність провідників.

Розрізняють два види власної провідності провідників: електронну та діркову.

Електронна провідність. Від нагрівання кремніє кінетична енергія валентних електронів зростає і окремі зв`язки розриваються, деякі електрони стоють вільними, як у провідниках. В електричному полі вони переміщуються між вузлами рішітки, утворюється електричний струм. Провідність напівпровідників, зумовлену наявністю в них вільних електронів, називають електронною провідністю.

Діркова провідність.Коли розривається звязок, то утворюється вакантне місце, де не вистачає електрона. Його називають діркою. У дірці є надлишковий додатній заряд. Положення дірки в кристалі не є незмінним, тому що вільний електрон може зайняти місце дірки, при цьому в місці, звідки перескочив електрон, утворюється нова дірка. Отже дірка може переміщуватися в кристалі. Напрям руху дірок протилежний напряму руху електронів. Провідність напівпровідників, зумовлену переміщенням дірок, називають дірковою провідністю.

Домішкова провідність напівпровідників.

   Донорні домішки.

Якщо внести в кремній миш`як, який є 5-ти валентний, то кількість вільних електронів зростає в багато разів, тому що чотири електрони миш`яку беруть участь у ковалентному звязку з кремнієм, а п`ятий електрон стає вільним.Домішки, які легко віддають електрони і, отже,збільшують кількість електронів, називають донорними домішками(віддаючими).

    Такі напівпровідники називають напівпровідниками п - типу. В них електрони – основні носії заряду, а дірки – неосновні.

   Акцепторні дрмішки.

 Якщо замість миш`яку використати індій, атоми якого тривалентні, то для встановлення нормальних парноелектронних звязків не вистачаєелектрона. Внаслідок цього утвлрюється дірка. Такі домішки називають акцепторними (приймаючими). Напівпровідники із акцепторними домішками  називають напівпровідниками р – типу. Вних дірки є основними носіями заряду, а електрони – неосновними.

р – п перехід

    Візьмемо напівпровідник, права частина якого містить донорні домішки (тобто є напівпровідником п – типу), а ліва – акцепторні домішки (провідник р – типу).

 Контакт двох напівпровідників різних типів називають п – р-переходом.

    При утворенні контакту електрони частково переходять з напівпровідників п – типу в провідник р – типу, а дірки в зворотньому напрямі.

В результаті напівпровідник п – типу заряджається додатньо, а провідник р – типу - від`ємно. Дифузія припиняється після того, як електричне поле, що виникає в зоні переходу, перешкоджає дальшому переміщенню електронів і дірок.

    Увімкнено напівпровідник з р – п-переходом в електричне коло. Спочатку приєднаємо батарею так, щоб потенціал напівпровідника  р – типу був додатнім, а напівпровідника п – типу – від`ємним. При цьому стру через р – п-перехід передаватиметься основними носіями: з ділянки п у дідянку р – електронами, а з ділянки р у ділянку п – дірками.

Внаслідок цього провідність буде великою, а опір – малим. Такий перехід називають прямим. Вольт-амперна характеристика зображена на малюнку прямою лінією.

    Перемкнемо полюси батареї. Тоді при такій самій різниці потенціалів струм у колі буде значно меншим, ніж при прямому переході. Це зумовлено тим, що електрони через контакт перейдуть з ділянки р у ділянку п, а дірки – з ділянки п у ділянку р. Але в напівпровіднику р – типу мало вільних електронів, а в напівпровіднику п – типу мало дірок. Тепер через контакт переходять неосновні носії, а їх мало. Внаслідок цього провідність зразка буде малою, а опір великим. Утворюється так званий запірний шар. Цей перехід називається зворотним. Волт-амперну характеристику зворотного переходу зображено на малюнку пунктирною лінією.

 

Взаємодія струмів. Магнітне поле. Магнітна індукція. Закон Ампера. Сила Лоренца.

 

Магнітні властивості речовин. Магнітна проникність. Феромагнетики.

Магнітний потік. Явище електромагнітної індукції. Закон електромагнітної індукції. Правило Ленца. Явище самоіндукції. Індуктивність. Енергія магнітного поля.

 

 

] [3]

2008-2009