Понятие работы выхода, влияние на нее различных факторов. Виды электронной и ионной эмиссии.

Тема 3. Автоэлектронная и взрывная эмиссии (2 час.)

Преобразование потенциального порога в потенциальный барьер. Влияние контактной разности потенциалов и объемного заряда на величину тока эмиссии. Эффект Шоттки. Механизм взрывной эмиссии и ее реализация. Конструкция эмиттера и ее изменение в процессе эксплуатации. Применение взрывной эмиссии.

Тема 4. Термоэлектронная эмиссия (4 час.)

Формула Ричардсона- Дэшмана. Поведение электронов, покинувших катод: влияние объемного заряда, контактной разности потенциалов, ускоряющего поля. Потенциальная диаграмма вакуумного диода. Уравнение Чайльда-Ленгмюра. Применение термоэлектронной эмиссии.

Тема 5. Вторичная электронная эмиссия ( 2час)

Механизм и условия возникновения вторичной эмиссии. Первый и второй критические потенциалы. Применение вторичной электр0нной эмиссии.

Тема 6. Фотоэлектронная эмиссия из металлов (2 час.)

Эмиссионные свойства фотокатода, влияние спектрального состава излучения. Фотоэлектронная эмиссия из полупроводников и диэлектриков, принцип действия фотоэлементов и фотоумножителей.

Тема 7. Электронные потоки, их формирование и транспортировка (4 час.)

Интенсивные и неинтенсивные, релятивистские и нерелятивистские электронные потоки; способы формирования электронных потоков различной интенсивности (электронные прожекторы), транспортировка электронного потока и способы ограничения его поперечных размеров; примеры использования в мощных генераторных лампах, ускорителях элементарных частиц, электронных микроскопах.

Тема 8. Управление электронными потоками (4 час)

Электрические и магнитные способы управления плотностью, скоростью и направлением движения электронов; квазистатические и динамические способы управления; примеры использования в приборах вакуумной электроники.

Тема 9. Преобразование энергии электронного потока в другие виды энергии (4 час.)

Способы преобразования, основанные на взаимодействии с вешними электромагнитными полями, энергетический эффект взаимодействия; способы, основанные на взаимодействии с твердыми телами и структурами, эффекты взаимодействия (катодолюминисценция, катодоусиление, рентгеновское излучение, нагрев).

Тема 10. Примеры использования в приборах вакуумной электроники (2 час.)

Фотоумножители, низковольтные и высоковольтные катодолюминесцентные индикаторы, клистроны, магнетроны, лампы бегущей волны.

Тема 11. Электрические явления в газах (6 час.)

Ионизованный газ и плазма; элементарные процессы в плазме и на пограничных поверхностях; основные методы генерации плазмы; модели для описания свойств плазмы; типы газовых разрядов.

Тема 12. Общие свойства плазмы (4 час)

Явления переноса, плазма в магнитном поле, колебания и неустойчивости плазмы, эмиссионные свойства плазмы, излучение плазмы, методы ускорения плазменных потоков; диагностика параметров плазмы; применение плазмы в электронике.

 

2.2 Лабораторные занятия, их наименование и объем в часах (18часов).

1. Исследование термоэлектронной эмиссии:

- определение времени готовности, начального тока и потенциала запирания в номинальном режиме работы термокатода;

- оценка влияния температуры катода на указанные параметры и определение токов насыщения –4час.

2. Исследование фотоэлектронной эмиссии:

- оценка влияния спектрального состава излучения, его интенсивности и ускоряющего поля на величину фототока;

- определение задерживающего потенциала как функции спектрального состава и интенсивности излучения –4час.

3. Исследование вторичной электронной эмиссии –2час.

4. Управление плотностью электронного потока –2час.

5. Исследование низковольтной катодолюминесценции: управление яркостью свечения люминофора путем изменения плотности электронного пучка и скорости электронов – 3 час.

6. Исследование цифрового газоразрядного индикатора как прибора, реализующего самостоятельный тлеющий разряд в газе – 3 час.

 

2.3 Содержание и объем самостоятельной работы студентов (66 часов).

Подготовка к лекциям и лабораторным работам – 22 час.

Подготовка к контрольным работам – 11 час.

Выполнение творческих заданий – 7 час.

Итоговая подготовка к зачету – 8 час.

 

3 Учебно-методические материалы по дисциплине

3.1 Основная литература

1.Сушков А.Д. Вакуумная электроника [Электронный ресурс]: учеб. пособие.- СПб.: Лань, 2011.- 476с.- Режим доступа:http//portal magtu.ru, электронная библиотечная система «Лань».- Загл. с экрана.

2. Попов А.Н. Вакуумная техника [Электронный ресурс]: учеб. пособие.- СПб.: Инфра-М, 2012.- 376с.- Режим доступа:http//portal magtu.ru, электронная библиотечная система «Лань».- Загл. с экрана.

3.2 Дополнительная литература

1. Базовые лекции по электронике (В 2-х томах). Том1. Электровакуумная, плазменная, и квантовая электроника. Под ред. В.М. Пролейко. - М.: «Техносфера», 2009.- 456с.

2. Татаренко Н.И., Кравченко В.Ф. Автоэмиссионые наноструктуры и приборы на их основе. – М.: Физматлит, 2006.- 195с.

1. Добрецов Л.Н. Катодная эмиссионная электроника. – М.: Наука, 1976. – 218с., ил.

2. Электронные приборы: Учебник для ВУЗов/ В.Н. Дулин, Н.А. Аваев, В.П. Демин и др.: Под ред. Г.Г. Шишкина. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 496с., ил.

3. Низковольтные катодолюминесцентные индикаторы/ Б.И. Горфинкель, Б.В. Абалдуев, Р.С. Медведев и др. – М.: Радио и связь, 1983. – 112., ил.

4. Яблонский Ф.М. Газоразрядные приборы для отображения информации. – М.: Энергия, 1979. – 136с., ил.

5. Шимони К. Физическая электроника. Пер. с нем. – М.: Энергия, 1977. – 607с., ил.

6. Фридрихов С.А., Мовнин С.М. Физические основы электронной техники: Учебник для ВУЗов. – М.: В.Ш., 1982. – 608с., ил.

7. Комаров С,Г. Вакуумные люминесцентные индикаторы уровня сигнала серии Е. «Радио», 2010,№8, с.64.

8. Леванов В.В. Оценка времени запаздывания возникновения разряда в тиратроне с холодным катодом в диодной схеме включения.//Автоматизация тенологических процессов в металлургии: Межвуз. сб. науч. тр.- Магнитогорск: МГТУ, 2001.С194-196.