виртуальный катод

ВИРТУАЛЬНЫЙ КАТОД - потенциальный барьер, к-рый может возникать в потоке заряж. частиц (электронов или ионов) за счёт создаваемого ими пространственного заряда; В. к. частично пропускает, частично отражает этот поток. В. к. возникает, например, перед катодом вакуумного диода, работающего в режиме ограничения тока пространственным зарядом [1]. Если концентрация эмиттированных катодом электронов относительно велика и электрическое поле, создаваемое ими, превышает внешнее поле от приложенного положительного анодного напряжения (потенциал анода ниже потенциала, соответствующего насыщению тока), то результирующее поле тормозит эмиттируемые электроны у катода и ускоряет их в остальной части межэлектродного промежутка. Соответственно потенциал вблизи катода имеет минимум (рис.), и его миним. значение принимается за потенциал В. к. Расстояние х_в от катода до В. к. порядка дебаевского радиуса экранирования. При возникновении В. к. часть электронов, составляющая скорости к-рых , возвращается на. катод (m- м сса, е - заряд электрона). Если эмиттированные электроны имеют максвелловское распределение по скоростям (напр., для термоэмиссионного катода), то ток диода при наличии В. к. равен

(-ток эмиссии, T - темп-pa катода). На катоде с неоднородной по поверхности работой выхода при размере неоднородностей возможно образование виртуального катода только над пятнами с малой работой выхода (аномальный Шоттки эффект).

Распределение потенциала вблизи катода при ограничении тока пространственным зарядом (ось х - расстояние от катода, ось у - потенциал), - величина В. к.; -потенциал на аноде.

В. к. может возникать также в вакуумных многоэлектродных приборах при инжекции ускоренного электронного пучка в пространство между сеткой и следующим электродом [3, 4]. В. к. появляется и при эмиссии заряж. частиц в плазму в ленгмюровском слое (см. Приэлектродные явления)между катодом и плазмой. При большом перепаде напряжения в ленгмюровском слое kT,kT_e (T_е - темп-pa электронов плазмы) и отсутствии столкновений в нём возникают биполярные токи [2]. При этом максимально возможный ток с катода где - ионный ток из плазмы на катод, M-масса иона, n-концентрация плазмы на границе ленгмюровского слоя. Если эмиссия катода превышает эту величину, возникает В. к., ограничивающий ток с катода так, что

При образовании В. к. в ленгмюровском слое увеличение тока с катода возможно лишь за счёт увеличения концентрации плазмы [5].

Лит.: 1) Капцов H. А., Электроника, 2 изд., M., 1956, гл. 6; 2) Грановский В. Л., Электрический ток в газе. Установившийся ток, M., 1971, гл.1-2; 3) Добрецов JI. H., Гомоюнова M. В., Эмиссионная электроника, M., 1966, гл. 2; 4) Алексеев H. Ф., Электронные и ионные приборы, ч. 1, M., 1964, гл. 3; 5) Термоэмиссионные преобразователи и низкотемпературная плазма, под ред. Б. Я. Мойшеса, Г. E. Пикуса, M., 1973, гл. 9. Ф. Г. Бакшт, A. M. Марциновский.

   <<      Предметный указатель      >>