Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
FNTP_l+p+v / презентации / презентации / лекция №6 разряды в газах. ионизационное усиление.ppt
Скачиваний:
24
Добавлен:
05.06.2015
Размер:
1.2 Mб
Скачать

Plasma Physics

Department

КУРС ЛЕКЦИЙ: Физика низкотемпературной

плазмы

Лекция№6 Электрический разряд в

газах

Несамостоятельный ток с ионизационным усилением

Автор: доц. Крашевская Г.В.

Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ

Лавинное нарастание ионизации

УФ — для эмиссии электронов

Предположения:

1.Ионы повторно не ионизуются

2.Ионы повторно не ионизуют т.е. либо рекомбинируют,

либо уходят на катод

3.Электроны возникают на катоде

плотность фотоэлектронов на катоде

плотность электронов на расстоянии х от катода

коэффициент ионизации электронным ударом (коэф. Таунсенда)

т.к.

Page 2

Приближение постоянного электричекого поля

* закон развития электронной

лавины

На аноде:

- Ток с катода

Учет γ процессов на катоде:

коэффициент вторичной ион- электронной эмиссии

постоянная интегрирования

ток создаваемый внешним ионизатором

Page 3

Приближение постоянного электричекого поля

Полный ток у поверхности катода

на катоде

На аноде:

коэф. усиления за счет γ- процессов и газового усиления

Page 4

Условие Пашена

Если

- Условие Пашена зажигания самостоятельного разряда

Замечание:

Теория Таунсенда имеет ограничение и не учитывет объемный заряд

ne x ~ 108

d 20 - Искровой пробой

Page 5

Пашеновский пробой

Учет процессов α и γ

1. α- процессы

Допущение – ионизация происходит, если

— длина пробега, на которой набирается энергия ионизации электроном

Пока не учитываем объемный заряд, т.е. поле однородно!!!

— число столкновений на 1 см пути при р = 1Тор

— число столкновений на 1 см пути

— физический смысл

Page 6

Пашеновский пробой

Учет процессов α и γ

2. γ- процессы

Эмиссия на катоде: потенциальная и кинетическая

— для потенциальной

— табулированная функция

эмиссия

 

В прикатодной области ион может набрать энергию Введем величину — ионизационное нарастание

— условие Пашена (условие пробоя)

закон Пашена

Page 7

Другая запись условия зажигания

- Другая запись условия зажигания

Тогда

- т.к. нет объемного заряда

, где

Минимум кривой Пашена , где

Page 8

Анализ кривой Пашена

Правая ветвь:

Рост напряжения связан с

уменьшением λ => снижением вероятности ионизации

Uз растет чуть медленнее

линейного закона, т.к. E/p

уменьшается с ростом pd

Левая ветвь:

pd мало => мало столкновений

для достижения должного усиления необходимо очень больше

α/p, т.е. сильное поле

Ограничена вакуумным пробоем

Page 9

Отклонения от кривой Пашена

1.Для бόльших значений L/R нужно пользоваться

модифицированным законом U = f (pL, L/R). При L/R > 1 увеличение расстояния между электродами d смещает кривые зажигания U(p) в область более высоких пробойных напряжений U и более низких давлений газа

2.Также обуславливает отклонение от закона Пашена когда существенную роль приобретают процессы ступенчатой ионизации, фотоионизации и др.

3.При давлении порядка атмосферного Uз не зависит от материала катода => условие Пашена не работает!!!

4.При пробое высокпрочных газов (элегаз))

Page 10