Расчет катодного узла - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Основные требования к катодам электронных устройств. Свойства термокатода, параметров идеального и реального катода, параметров катода с учетом его охлаждения держателями. Режим работы и конструкция катода. Расчет способов увеличения тока эмиссии.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.


Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине
«Вакуумная и плазменная электроника»
Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники
2.2 Расчет параметров катода с учетом его охлаждения держателями
2.3 Расчет параметров реального катода
3. Режим работы и конструкция катода
4. Расчет способов увеличения тока эмиссии
Электроннолучевая пушка является одним из основных узлов всех электронных установок, которые широко применяются в промышленности, лабораторной технике, медицине и т.д. В зависимости от типа и конструкции пушки поток электронов может быть сформирован в виде луча круглого сечения, ленты, клина, кольца, иметь различную энергию в выбранном диапазоне, быть стационарным или импульсным. Основным элементом конструкций электроннолучевой пушки является источник электронов - накаленный катод прямого накала или подогревный, т.е. снабженный специальным, изолированным от катода подогревателем. В данной работе производится расчет прямонакального катода из вольфрама. Основные требования к веществам, используемых в качестве источников электронов в накаливаемых катодах:
1. вещество должно обладать достаточно высокой температурой плавления, допускающей его работу при значениях температуры, обеспечивающее необходимую для нормальной работы электроннолучевой пушки плотность тока термоэлектронной эмиссии;
2. вещество должно обладать достаточно высокой температурой кипения и по возможности более низким давлением паров в пределах рабочих значений температуры катода (этим фактом определяются в большинстве случаев длительность и стабильность работы в электроннолучевых пушках многих видов катодов).
3. в пределах температуры катода его вещества должно обладать высокой механической прочностью и достаточно высокой электропроводностью, допускающей отбор тока эмиссии большой плотности и без заметных потерь, вызывающих дополнительный нагрев катода этим током.
Современные термокатоды условно делят на следующие типы: металлические (вольфрамовые, танталовые, ниобиевые и т.д.); металлоподобные (на основе соединений редкоземельных металлов с бором); пленочные (торированный вольфрам, карбидированный торированный вольфрам); полупроводниковые (главным образом, различные варианты оксидного катода), сложные (импрегнированные и спеченные катоды на основе вольфаматов и алюминатов щелочноземельных металлов).
Из чисто металлических катодов наибольшее распространение получил вольфрамовый катод, свойства которого в настоящее время хорошо изучены. Что касается плёночных катодов, то в этой группе широкое применение имеет торированный катод. На основной части такого катода, называемой керном, создаётся одноатомная плёнка тория. В широко используемой на практике разновидности такого катода плёнка тория образуется на вольфрамовом керне, который для увеличения долговечности предварительно науглероживают, т. е. карбидируют. Такой катод называют торированным карбидированным или просто карбидированным. Для группы толстослойных катодов наибольшее практическое значение имеют оксидные катоды, использующие оксиды щелочноземельных металлов бария, стронция и кальция.
Вольфрам обладает высокой температурой плавления и в то же время обеспечивает большую удельную эмиссию при температуре на ниже точки плавления. При этом вольфрам обладает достаточной механической прочностью и относительно малой скоростью испарения. Эти свойства дали возможность использовать вольфрамовый катод еще в начале развития электронной техники. Большая устойчивость эмиссии вольфрамового катода, его способность хорошо работать при не очень больших разрежениях, когда давление остаточных газов достигает мм рт. ст., и высоких ускоряющих напряжениях обуславливает его применение до настоящего времени в мощных электроннолучевых пушках, несмотря на разработку более эффективных катодов.
Катод прямого накала - это металлическая нить или лента, накаливаемая электрическим током. В зависимости от общей конструкции лампы катод может иметь различную форму. При цилиндрической форме анода и сетки катод делается в виде прямолинейной нити, натянутой при помощи держателей. В лампах с плоской конструкцией анодов и сеток катоды изготавливаются V- или W-образной формы (рис. 1.8). В мощных лампах диаметр нити
катода может достигать 1-2 мм. В некоторых случаях катод изготавливается не из проволоки круглого сечения, а из плоской ленты. Это увеличивает рабочую поверхность катода и позволяет получить большой ток эмиссии.
Катоды прямого накала питаются, как правило, постоянным током. При
питании катода переменным током вследствие небольшой массы нити температура его будет изменяться в соответствии с изменениями мгновенных значений тока. При этом количество электронов, излучаемых катодом, не будет оставаться постоянным, и ток в лампе будет пульсировать. Частота пульсаций тока будет в два раза выше частоты тока, нагревающего катод. Например, при токе накала частотой 50 Гц частота пульсаций тока в лампе составит 100 Гц.
Когда лампа работает в схеме выпрямителя переменного тока или имеет катод, выполненный из толстой нити, имеющей большую массу, катоды прямого накала можно питать переменным током.
4. Расчёт способов увеличения тока эмиссии
Существует несколько способов увеличения термоэлектронной эмиссии.
1. Влияние внешнего ускоряющего электрического поля.
У поверхности металла существует потенциальный барьер. Наложением внешнего электрического ускоряющего поля можно уменьшить работу выхода металла. Этот эффект носит название эффект Шоттки.
При уменьшении работы выхода значительно увеличивается количество электронов, способных покинуть пределы кристалла.
где А, b - константы термоэлектронной эмиссии;
Увеличение температуры катода повысит энергию электронов, что способствует более интенсивной эмиссии. Увеличивать температуру можно усилением тока накала или повышением напряжения накала.
Есть еще способы увеличения тока эмиссии. К примеру, изменение геометрических размеров в сторону увеличения площади катода; карбидирование, что влечет за собой возможность увеличения интервалов рабочих температур.
В настоящее время источники потока электронов - катоды применяются в различных электроннолучевых установках. Выпускаются установки с мощностью пучка от 1200 кВт для плавки металлов до 1 кВт для размерной прецизионной обработки изделий микроэлектроники с поперечными размерами луча менее 1 мкм.
Рассмотренный в данном курсовом проекте вольфрамовый катод находит широкое применение в установках термической обработки материалов в вакууме, таких как устройства для зонного переплава(очистки), выращивания монокристаллов, легирования полупроводников, сварки, нагрева с целью модифицирования структуры, испарения и для размерной обработки высокоинтенсивным пучком электронов.
Плавильные установки с различными узлами для создания мощного электронного пучка кольцевыми катодами, радиальными электронными излучателями и аксиальными пушками используются для зонного переплава. В них подлежащий плавке металл вводится в вакуумную камеру с давлением порядка 10 -2 - 10 -3 Па, расплавляется электронным потоком и каплями стекает в водоохлаждаемый кристаллизатор, где кристаллизуемый слиток постепенно вытягивается из камеры. При этом легированные сплавы рафинируются, очищаются от растворенных газов. Обычно изменяется и начальное соотношение примесных элементов: концентрация марганца и хрома снижается, а относительное содержание молибдена, никеля, а иногда и углерода - увеличивается.
Термическое модифицирование поверхностных слоев применяется с целью имплантации примеси в полупроводник, улучшения антикоррозийных свойств, перекристаллизации пленок, увеличения твердости и т.д. Используя заранее нанесенную на поверхность пленку, содержащую атомы легирующей примеси, можно локально легировать полупроводниковые материалы.
Образование локализованного расплава на стыке двух материалов или деталей с последующим его затвердеванием и образованием неразъемного соединения является основой электронно-лучевой сварки. Этот вид сварки в вакууме отличается рядом преимуществ: чистотой процесса, безынерционностью управления сварочным лучом, точным дозированием энергии при использовании в импульсном режиме, возможностью программируемого движения луча и размерной обработки. Это единственный вид сварки, позволяющий осуществить практически все виды сварных швов, при этом в изделиях меньше проявляются термические напряжения и коробление.
Конструкции установок для нанесения пленочных покрытий методом испарения материалов многообразны, их можно различать по способу испарения: с использованием водоохлаждаемого тигля, автотигельные, бестигельные с испарением металла с поверхности свободно висящей капли (капельный анод). Простота управления электронным пучком во времени и пространстве позволяет точно дозировать количество энергии, подводимой к расплаву. Следовательно, прямой нагрев поверхности испаряемого материала таким пучком открывает широкие возможности регулирования скорости испарения и распределения плотности парового потока пространстве перед мишенью.
Для целей микроэлектроники выпускаются электронно-лучевые установки, позволяющие с высокой скоростью испарять участки пленок или поверхностных слоев материалов при формировании топологических рисунков, а также осуществлять сверление отверстий, микросварку деталей и т.п. Общие мощности таких установок невелики, но удельные мощности в сфокусированном пятне превышают 10 6 - 10 7 Вт/см 2 . Диаметр пятна в зоне обработки колеблется от долей миллиметра до единиц микрометров.
1. Царёв Б. М., Расчёт и конструирование электронных ламп. - М.: Энергия, 1967. - 671с.;
2. Кацман Ю.А., Электронные лампы. - М.: Высшая школа, 1979. - 301с.;
3. Гапонов В.И., Электроника, том 1. - М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1960. - 516с.;
4. Добрецов Л.Н., Гомоюнова М.В., Эмиссионная электроника. - М.: Наука,
5. Пошехонов П.В., Соколовский Э.И., Тепловой расчёт электронных приборов. - М.: Высшая школа, 1977. - 156с.;
6. Башенко В.В., Электроннолучевые установки. - Ленинград: Машиностроение, 1972. - 168с.;
7. Попов В.Ф., Горин Ю.Н., Процессы и установки электронно-ионной технологии. - М.: Высшая школа, 1988 - 255с.
Принцип действия генераторных электронных ламп. Расчет электрических параметров генераторного триода дециметрового диапазона, работающего в непрерывном режиме. Конструктивный и тепловой расчет катода, анода. Тепловой расчет титановой керамики баллона. контрольная работа [274,1 K], добавлен 17.01.2013
Принцип действия газонаполненных разрядников. Основные физические закономерности. Вольт-амперная характеристика разрядников. Статистическое запаздывание возникновения разряда. Термоэмиссия электронов с поверхности катода. Диапазон значений рабочего тока. реферат [63,7 K], добавлен 31.10.2011
Основные параметры и характеристики, выбор режима работы транзистора. Расчет малосигнальных параметров. Определение основных параметров схемы замещения. Расчет основных параметров каскада. Оценка нелинейных искажений. Выбор резисторов и конденсаторов. курсовая работа [964,4 K], добавлен 01.10.2014
Динамический режим работы усилителя. Расчет аналоговых электронных устройств. Импульсные и широкополосные усилители. Схемы на биполярных и полевых транзисторах. Правила построения моделей электронных схем. Настройка аналоговых радиотехнических устройств. презентация [1,6 M], добавлен 12.11.2014
Основные методы проектирования и разработки электронных устройств. Расчет их статических и динамических параметров. Практическое применение пакета схемотехнического моделирования MicroCap 8 для моделирования усилителя в частотной и временной областях. курсовая работа [2,8 M], добавлен 23.07.2013
Биполярные транзисторы, режимы работы, схемы включения. Инверсный активный режим, режим отсечки. Расчет h-параметров биполярного транзистора. Расчет стоко-затворных характеристик полевого транзистора. Определение параметров электронно-лучевой трубки. курсовая работа [274,4 K], добавлен 17.03.2015
Проектирование быстродействующего обрабатывающего устройства ЭВМ. Расчет основных и произвольных компоновочных параметров логической схемы устройств. Расчет энергетических характеристик, выбор системы охлаждения. Требования к элементам конструкций. курсовая работа [1,5 M], добавлен 13.06.2012
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Расчет катодного узла курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Реферат По Волейболу Для Студентов
Крепость Эссе
Реферат: Процедура наблюдения
Реферат по теме Дородовый патронаж и патронаж новорожденных
Женские Образы В Произведениях Пушкина Сочинение
Контрольная работа по теме Професійно важливі якості
Дипломная работа по теме Сучасні термоелектричні наноматеріали: класифікація і технологія
Контрольная работа: Анализ разработки системы защиты информации
Реферат: Темы ов (ксе) Естественнонаучные и гуманитарные культуры
Контрольная Работа На Тему Экономические Системы И Их Черты
Курсовая работа: Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки
Доклад по теме Производственная вибрация
Сочинение На Тему Защита Отечества 7 Класс
Курсовая Работа На Тему Правовая Культура
Курсовая Работа По Мдк 04.02
Доклады На Тему Клады В Кыргызстане (Страницы Истории)
Реферат по теме Особенности иудаизма
Государство Хайду Реферат
Реферат: Submission Or The Drop Of A Fist
Реферат На Тему Отношения С Клиентами: Что Мешает Сделать Успешнее Crm В России
Правовые аспекты регулирования земельных отношений в России - Государство и право дипломная работа
The Balmain ironworkers' strike of 1945 - Иностранные языки и языкознание реферат
Ликвидность баланса предприятия ОАО "Бурятхлебпром" - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа