Вторичная эмиссия - Википедия - Secondary emission

Визуализация Таунсендская лавина, который поддерживается генерацией вторичных электронов в электрическом поле
Вторичная эмиссия, используемая в фотоумножитель. Первоначальные электроны, испускаемые при попадании света на фотокатод, ударяются о электрод динода, выбивая больше электронов, которые ударяют по второму диноду. Каждый падающий электрон производит несколько вторичных электронов, поэтому каскадная цепочка динодов усиливает начальные электроны.

Вторичная эмиссия в физика это явление, когда первичный инцидент частицы достаточного энергия, при столкновении с поверхностью или прохождении через какой-либо материал, вызывают выброс вторичных частиц. Этот термин часто относится к выбросу электроны когда заряженные частицы подобно электроны или же ионы в вакуумная труба ударить по металлической поверхности; они называются вторичные электроны.[1] В этом случае количество вторичных электронов, испускаемых одной падающей частицей, называется выход вторичной эмиссии. Если вторичные частицы являются ионами, эффект называется вторичной ионной эмиссией. Вторичная электронная эмиссия используется в фотоумножители и усилитель изображения трубки для усиления небольшого количества фотоэлектроны производится фотоэмиссией, что делает трубку более чувствительной. Это также происходит как нежелательный побочный эффект в электронных вакуумные трубки когда электроны из катод ударить анод, и может вызвать паразитные колебания.

Приложения

Вторично-эмиссионные материалы

Обычно используемые вторичные излучающие материалы включают:

Фотоумножители и аналогичные устройства

В фотоумножитель трубка,[2] один или несколько электронов испускаются из фотокатод и ускоряется к полированному металлическому электроду (так называемый динод ). Они ударяются о поверхность электрода с энергией, достаточной для высвобождения определенного количества электронов посредством вторичной эмиссии. Эти новые электроны затем ускоряются в направлении другого динода, и процесс повторяется несколько раз, что приводит к общему усилению (`` электронное умножение '') обычно порядка одного миллиона и, таким образом, генерирует электронно обнаруживаемый импульс тока на последних динодах.

Похожий электронные умножители может использоваться для обнаружения быстрых частиц, таких как электроны или ионы.

Исторические приложения

Отображение на осциллографе нормальной интенсивности.
Такая же трубка с большей интенсивностью. Диск вокруг точки в центре вызван вторичной эмиссией. Электроны вылетают за пределы экрана и возвращаются в трубку. Напряжение на трубке заставляет их снова ускоряться вперед, ударяя по экрану на большой площади.[нужна цитата ]

Специальные усилительные лампы

В 1930-х годах были разработаны специальные усилительные лампы, которые намеренно «сгибали» электронный пучок, заставляя его ударять по диноду и отражаться в аноде. Это привело к увеличению расстояния между пластиной и сеткой для данного размера трубки, увеличению крутизны трубки и снижению ее коэффициента шума. Типичным таким «гексодом с орбитальным пучком» был RCA 1630, представленный в 1939 году. Поскольку сильный электронный ток в таких лампах быстро повреждает поверхность динодов, их срок службы был очень коротким по сравнению с обычными лампами.[3]

Ранние компьютерные трубки памяти

Первый произвольный доступ компьютерная память использовала тип электронно-лучевая трубка называется Трубка Вильямса который использовал вторичную эмиссию для хранения бит на торце трубы. Другой трубкой с произвольной памятью на основе вторичной эмиссии был компьютер Трубка Selectron. Оба были устаревшими с изобретением память на магнитном сердечнике.

Нежелательные эффекты - тетрод

Вторичная эмиссия может быть нежелательной, например, в тетрод термоэмиссионный клапан (трубка). В этом случае положительно заряженный сетка экрана может ускорить поток электронов в достаточной степени, чтобы вызвать вторичную эмиссию на анод (пластина ). Это может вызвать чрезмерный ток сетки экрана. Это также частично отвечает за этот тип клапана (трубки), особенно ранние типы с анодами, не обработанными для уменьшения вторичной эмиссии, демонстрирующими 'отрицательное сопротивление 'характеристика, которая может привести к нестабильности трубки. Этот побочный эффект можно использовать, используя некоторые старые клапаны (например, пентод типа 77) в качестве динатрон генераторы. Этот эффект был предотвращен путем добавления к тетроду третьей сетки, называемой подавляющей сеткой, чтобы отталкивать электроны обратно к пластине. Эта трубка получила название пентод.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Р. Коллат, Вторичная электронная эмиссия твердых тел, облученных электронами, Энциклопедия физики (ред. С. Флюгге) Vol. 21, стр. 232 - 303 (1956, на немецком языке)
  2. ^ Х. Семат, Дж.Р. Олбрайт, Введение в атомную и ядерную физику, 5-е изд., Гл. 4.12, Чепмен и Холл, Лондон (1972)
  3. ^ https://www.radiomuseum.org/tubes/tube_1630.html