Способ определения работы выхода коллектора плазменного прибора

Способ определения работы выхода коллектора плазменного прибора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

QllHCAHNE

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

00900750

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.09.80 (21) 2982816/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (51) М. Кл.

Н 01J 9!42

Н 01J 45/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.383.292. .8(088.8) Опубликовано 23.08.82. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 23.08.82 (72) Авторы изобретения

В. А. Жеребцов и Э. А. Мусиенко (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАБОТЫ ВЫХОДА

КОЛЛЕКТОРА ПЛАЗМЕННОГО ПРИБОРА

Изобретение относится к электронной технике, в частности способам определения энергетических характеристик термоэлектронных преобразователей.

Известен способ определения работы выхода коллектора плазменного прибора методом обратной эмиссии с коллектора, в котором работа выхода определяется по току насыщения коллектора при значительном отрицательном напряжении (1). 10

Известен также способ определения работы выхода коллектора методом тормозящего поля (2).

В этом методе работа выхода коллектора плазменного прибора, например, диода, !0 определяется из анализа больцмановского участка зависимости тока на коллектор от подаваемого «а коллектор напряжения, задерживающего электроны:

-W eV 0

i =-- А7,ехр

V„— напряжение, приложенное к коллектору, В, W„— работа выхода коллектора, эВ;

А — постоянная Ричардсона, А/см - . град, е — абсолютная величина заряда электрона, эВ/В, 0

Недостатком обоих методов является то, что они могут использоваться только в случае, когда длина свободного пробега электронов 1, сущеФтвенно больше межэлектродного расстояния L. В случае же, когда она сравнима, использование этих методов приводит к существенным ошибкам в определении работы выхода коллектора. В случае, когда le«L, применение этих методов вообще невозможно вследствие сильного рассеяния электронов на атомах н ионах. ьолее того этими методами невозможно определить работу выхода коллектора термоэмиссионного преобразователя энергии в

1,, практически., условиях работы, когда —, L например, 10 - .

Целью изобретения является расширение области режимов измерения термоэмнссионного плазменного прибора.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения работы выхода коллектора плазменного прибора, содержащего эмиттер и коллектор, включающем измерение тока и напряжения на коллекторе, температуры эмиттера, в пространстве между эмиттером и коллектором с помощью импульсного разряда создают плазму высокой плотности, и на стадии ее распада прп постоянной температуре эмиттера н

900750 разных напряжениях на коллекторе снимают зависимость тока со временем до достижения режима плато и по измеренным току в точке перехода с плато на спад, напр»жению на кОллекторе и температуре эмиттера определяют раооту выхода коллектора

tto соотношению: .!7- й, el, + /(7,1ii

i, - i — (I, —,— — - «1II - " 1 + — — +

С с / с

ei сi(t«

+,т+ 7, tз где В „ — работа выхода коллектора, эВ;

V> — напряжение, приложенное па коллекторе, В; .с1 — постоянная Ричардсона, А/см" 20

° град ;

1, — температура эмиттера, К;

i — плотность тока через прибор, А/см ; э — ПЛОтПОСтЬ тОКа ЭМИССИИ ЭЛЕКТРОнов с эмиттера, А/см- ;

Й„и lc„.— сопротивление плазмы вследствие электрон-атомных и электрон-ионных столкновении соответственно при температуре элек-,п тронов, равпой температуре эмнттера, ом см- .

Процесс определения работы выхода коллектора плазменного прибора, например, и недокомпенсированном режиме состоит в зв следующем: в прибор при установленных температуре эмиттера и давлении газонаполнителя подается ионизирующий импульс с длительностью зад1«1его фронта существенно меньше времени распада плаз- .tt) мы в приборе. 11о окончании ионизирующего импульса на коллектор подают напряжение VÄ II измеряют зависимость тока на коллектор от времени. Эти зависимости снимают при различных значениях Г„до .д тех пор, пока на зависимости тока от времени не образуется плато, причем ток через прибор должен быть значительно меньше тока эмиссии с эмиттера. По измеренному значению тока в точке перехода с К0 плато на спад определяют работу выхода коллектора по вышеуказанному соотношению.

Пример. В плазменном диоде lipH

Т, 1b00"К, I коллектора 700эК, работе выхода эмиттера 2,7 эВ, межэлектродном зазоре L 2 мм, давлении паров цезия 0,25 мм рт. ст., т. е. когда 1э/.l -5 10 — и плотности плазмы после подачи ионизирующего импульса 5 10 " см — были проведены изме- ео рения работы выхода коллектора.

?(а чертеже приведены зависимости тока от времени на стадии распада плазмы при следующих напряжениях а коллекторе:

Кривая 1 V,= — 1,2 В, Ы

Кривая 2 V = — 1,3 В.

Кривая 3 V«- — — 1,4 В.

Значение работы выхода коллектора, вычисленное по зна ению тока при постоянной температуре эмиттера в точке перехода с плато на спад и соответствующему напряжению на коллекторе, составляет 1,7 эВ. . -.стот способ определения работы выхода коллектора может быть использован не только в диодах, но и в более сложных плазменных приборах. При этом на стадии распада плазмы подают на все электроды кроме одного эмиттера и коллектора напряжение, обеспечивающее минимальное воздействие этих электродов на свойства плазM bi.

Таким образом, данный способ позволяет измерить работу выхода коллектора в режиме, когда не применим способ тормозящего поля.

Формула изобретения

Способ определения работы выхода коллектора плазменного прибора, содержащего эмиттер и коллектор, включающий измерение тока и напряжения на коллекторе, температуры эмиттера, отличающийся тем, что, с целью расширения режимов измерения, в пространстве между эмиттером и коллектором с помощью импульсного разряда создают плазму высокой плотности, и на стадии ее распада при постоянной температуре эмиттера и разных напряжениях на коллекторе снимают зависимости тока со временем до достижения режима плато и по измеренным току в точке перехода с плато на спад, напряжению на коллекторе и температуре определяют работу выхо Ia коллектора по соотношению:

4Т2

И"к = e V„, — l(7, 1п с

1 с i i — /(7 — —. 1п —. + — + э i г (— э э э

ei (а eiR

К кт, кт, ) где W„ — работа выхода коллектора, эВ;

V„— напряжение, приложенное на коллектор, В;

А — постоянная Ричардсона, А/см град, Т,— температура эмиттера, К;

i — — плотность тока через прибор, А/см ;

i,, — плотность тока эмиссии электронов с эмиттсра, А/см - ;

l3, и 1(„— сопротивление плазмы вследствие электрон-атомных ii электрон-ионных столкновений соответствешю прп температуре электронов, равной температуре эмиттера, ом см - .

900750

/ Р/4М

° °

+-е

° 4 .в .— — а

Ф

В- -

--о с

° °

° 4 4 ° э — — ° — - -ф — e =в — э —,в —.—

® Ф

t,ìêсек

0 1а

Составитель Л. Дикова

Техред А. Камышникова

Редактор П. Горькова

Корректор Л. Орлова

Заказ 1183/15 Изд. № 202 Тираж 758 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Rufeh Firooz, Lich David. «Зависимость вольт-амперных характеристик от темпера6 туры коллектора». «Прямое преобразование тепловой энергии в электрическую и топливные элементы» в. 6 (107), с. 129, 1971.

5 2. Там же, с. 129 — 131.