1. електровакуумний називають прилади, в яких електропровідність здійснюється електронами або іонами, що рухаються між електродами через вакуум або газ. Електровакуумні прилади підрозділяють на електронно-керовані лампи. електронно-променеві і газорозрядні прилади.
Конструктивними основними елементами будь-якого електровакуумного приладу є поміщені всередині балона (газонепроникної оболонки) електроди. Електродом електровакуумного приладу називається провідник, еміттірующей (випускає) або збирає електрони (іони) або керуючий їх рухом від електрода до електрода за допомогою електричного поля. Залежно від призначення розрізняють такі електроди електровакуумного приладу: катод, анод і керуючі.
^ Катод - є джерелом електронів в електровакуумному приладі.
Анод - прискорює електрод - зазвичай служить і вихідним електродом, і основним колектором (збирачем) електронів.
Керуючим називається електрод, призначений для управління основним потоком електронів. Якщо керуючий електрод виконаний у вигляді сітки, його часто називають сіткою. Електроди виконують у вигляді ниток, стрічкових пластин, порожнистих циліндрів і спіралей; їх закріплюють всередині балона на спеціальних власниках - траверсах і слюдяних або керамічних ізоляторах. Кінці власників впаивают в скляне підставу балона.
Балони електровакуумних приладів є газонепроникні оболонки зі скла, металу або кераміки. У балонах електронно-керованих ламп створюється розрідження 10 -8 ... 10 -4 Па, а в балонах газорозрядних приладів - 10 -1 ... 10 4 Па.
^ Перший в світі електровакуумний прилад - лампу розжарювання винайшов в 1873 р російський вчений О.М. Лодигін. У 1883 році американський винахідник Т.А. Едісон виявив ефект одностороннього проходження потоку електронів у вакуумі від розжареної нитки до металевої пластини, якщо до них прикласти певну різницю потенціалів, наприклад, підключивши до гальванічного елемента. Так з'явився прообраз електронної лампи. У той час така лампа не могла знайти практичного застосування, але роботи по вивченню її властивостей і умов проходження електронів у вакуумі тривали.
^ 2. Фізичні основи роботи електронно-керованих ламп.
Електронно-керованої лампою називається електровакуумний прилад, робота якого заснована на управлінні струмом, обмеженим просторовим зарядом, за допомогою потенціалів електродів. Залежно від призначення електронно-керовані лампи поділяють на генераторні, модуляторні, що регулюють, підсилювальні, випрямні. За родом роботи розрізняють лампи безперервного і імпульсної дії, а за діапазоном частот - низькочастотні, високочастотні і надвисокочастотні. За кількістю електродів лампи ділять на діоди, тріоди, тетроди, пентоди, гексод, гептоди, октоди, енноди і ДЕКОДАХ.
^ Електронної емісією називається випускання електронів з поверхні речовин в навколишній простір. У металах, з яких виготовляють катоди електровакуумних приладів, вільні електрони перебувають в стані хаотичного безперервного теплового руху і мають певну кінетичну енергію, яка залежить від температури катода.
Термоелектронної називають емісію електронів, обумовлену тільки нагріванням катода (електрода). В результаті нагрівання металу збільшується кінетична енергія електронів і їх швидкість. На явищі термоелектронної емісії заснований принцип дії термокатодом, які широко використовуються в електронно-керованих лампах.
^ 3. Електронно-променеві прилади.
Електронно-променевими називають такі електровакуумні прилади, в яких використовується потік електронів, сконцентрований у вузький пучок - електронний промінь, керований як по інтенсивності, так і по положенню в просторі. Одним з найбільш поширених електронно-променевих приладів є приймальня електронно-променева трубка (ЕПТ).
ЕПТ перетворює електричний сигнал в оптичне зображення. Розрізняють декілька видів прийомних ЕПТ: проекційні, осциллографические, індикаторні, знакопечатающіе, кольорові, монохромні, светоклапанние і кінескопи.
В сучасних кинескопах використовується змішане управління променем. Для фокусування служить електричне поле, а для відхилення променя - магнітне.
^ Позначення ЕПТ. Першим елементом позначення ЕПТ є число, яке вказує розмір екрану - його діаметр або діагональ (для кінескопів з прямокутним екраном). Другий елемент - дві букви, що вказують тип трубки (наприклад, ЛО -осціллографіческіе з електростатичного системою управління променем, ЛК - кінескопи з магнітним відхиленням променя). Після букв слід число, за яким порівнюють трубки одного типу з різними параметрами. В кінці позначення ставиться буква, по якій визначають колір світіння екрана (Б - білий, Ц - кольоровий, І - зелений, А - синій і т.д.). Наприклад, 40ЛК6Б - кінескоп з розміром екрану по діагоналі 40 см, 6-го варіанту розробки, що має білий колір світіння екрана. Зазвичай закордонні фірми-виробники вказують розмір діагоналі кінескопа в дюймах (1 дюйм дорівнює 2.54 см).
^ 4. Газорозрядні прилади. Фізичні основи роботи газорозрядних приладів.
Електричним розрядом в газах (або парах) називають сукупність явищ, що відбуваються в них при проходженні електричного струму. Електровакуумні прилади, електричні характеристики яких визначаються в основному іонізацією навмисно введеного газу або пари, називаються газорозрядними.
До них відносяться, наприклад, іонні і ртутні вентилі, тиратрони, іонні розрядники, індикатори тліючого розряду.
На відміну від електронно-керованих ламп в цих приладах у створенні струму беруть участь не тільки електрони, але і заряджені частинки (атоми, молекули) газу або пари - іони.
^ Газорозрядні прилади складаються їх газонепроникного балона (найчастіше скляного), заповненого інертним газом, воднем або парами ртуті, і системи металевих електродів. Тиск газу в балоні в залежності від типу приладу знаходиться в межах від 10 -1 до 10 3 Па і досягає іноді 10 4 Па.
При відсутності впливу джерел іонізації гази складаються з нейтральних атомів і молекул, тому вони практично не проводять електричний струм. Струм через газ (як і через будь-яке середовище) протікає лише в тому випадку, якщо в даному середовищі є вільні електрично заряджені частинки - носії зарядів. У газі вони можуть утворитися, якщо від нейтральних атомів (або молекул) «відірвати» електрони за рахунок дії якогось джерела енергії. При цьому утворюються носії заряду різних знаків: електрони - негативні заряди і позитивні іони - атоми газу, що втратили електрони, - позитивні заряди.
У реальних умовах на будь-який газ завжди діють (нехай навіть дуже слабо) температура навколишнього середовища, космічні та радіоактивні випромінювання промислових установок і т.д. сприяючи утворенню заряджених частинок. Тому, в будь-якому обсязі газу завжди присутні електрони і іони, які можуть викликати електричний розряд. В електричному розряді виділяють три процеси: збудження атомів, їх іонізацію і рекомбінацію носіїв зарядів різного знака.
Порушення атомів - процес переходу одного з його зовнішніх електронів на більш віддалену від ядра орбіту за рахунок енергії, отриманої в результаті зіткнення з вільним електроном. Цей стан атома нестійка і триває недовго: від одиниць до десятків наносекунд. Потім електрон повертається на свою колишню орбіту, а атом випромінює в зовнішній простір енергію, отриману при зіткненні. Ця енергія виділяється у вигляді електромагнітного випромінювання, часто супроводжується видимим світлом газу.
Іонізацією атомів називається процес утворення іонів і вільних електронів з електрично нейтральних атомів.