Электроника и микропроцессорная техника

Инструкционная карта №1 для самостоятельной работы учебного материала по дисциплине "Основы электроники и микропроцессорной техники " И. Тема: 1 Физические свойства электроники 1.1 Основы электронной теории Цель: формирование потребности непрерывного, самостоятельного пополнения знаний; развитие творческих способностей и активизации умственной деятельности. ИИ. Студент должен знать:

  • Что называется работой выхода электрона;
  • Как определяется работа выхода;
  • Виды электронной эмиссии;
  • Движение электрона в однородном электрическом поле;
  • Движение электрона в однородном магнитном поле.
ИИИ. Студент должен уметь:
  • Выполнять расчеты работы выхода;
  • Отличать виды электронной эмиссии;
  • Использовать движение электронов в электрическом и магнитном полях.
ИV. Дидактические пособия: Методические указания к разработке.
Хотите устроить лотерию с пирзами для клиентов или в качестве промо? печать карточек. Любой тираж, быстро, недорого.

V. Литература: ,. V и. Вопросы для самостоятельной работы:

  1. Работа выхода электронов.
  2. Виды электронной эмиссии.
  3. Движение электронов в электрическом и магнитном полях.
VИИ. Методические указания к разработке Теоретическая часть. VИИИ. Контрольные вопросы для проверки качества усвоения знаний:
  1. Что такое работа выхода электронов, что она характеризует?
  2. Что такое термоэлектронная, фотоэлектронная, электростатическое и вторичная электронная эмиссия?
  3. В чем заключается суть физических процессов движения электрона в однородном электрическом и магнитном полях?
ИХ. Итоги обработки: Пидготува в преподаватель: Бондаренко И. В. Теоретическая часть: Основы электронной теории План
  1. Работа выхода электронов.
  2. Виды электронной эмиссии.
  3. Движение электронов в электрическом и магнитном полях.
Литература 1. Работа выхода электронов Принцип действия электронных приборов основан на явлении электронной эмиссии — процессе выхода электронов с поверхности твердого тела в вакуум. Как известно, свободные электроны в ведущих материалах находятся в непрерывном хаотическом движении. При обычных условиях электроны не могут выйти за пределы поверхности тел, поскольку этому препятствуют электрические силы взаимодействия электрона с телом. Чтобы электрон вылетел за пределы металла, он должен обладать энергией, достаточной для преодоления сил, удерживающих его в металле. Внутренней энергии электрона для этого недостаточно. Поэтому ему нужно предоставить дополнительную энергию извне. Наименьшая дополнительная энергия, которую необходимо сообщить электрону извне для преодоления сил, удерживающих его в металле, называется работой выхода и обозначается W 0 . Она измеряется в электронвольтах. Работа выхода является одной из основных характеристик электронной эмиссии. Чем меньше W 0 тем лучше эмиссионные свойства материала. Значение работы выхода для различных металлов, используемых в электронных приборах, колеблется в пределах от 1,8 эВ для цезия до 4,5 эВ для вольфрама. В зависимости от вида дополнительной энергии, используемой для того, чтобы электроны могли сделать работу выхода, различают несколько видов электронной эмиссии: термоэлектронной, фотоэлектронную, вторичную и электростатическое. 2. Виды электронной эмиссии термоэлектронной эмиссии называется процесс излучения электронов с поверхности нагретого металла. Этот вид электронной эмиссии широко используется в электровакуумных и некоторых ионных приборах. При нагреве металла электроны получают дополнительную энергию, скорость электронов, а следовательно, их кинетическая энергия возрастает, и некоторое число электронов преодолевает силы, препятствующие их выхода из металла во внешнее пространство. Чем выше температура и меньше работа выхода металла, тем больше число электронов обладать энергией, достаточной для преодоления сил, препятствующих выходу электронов из металла. фотоэлектронных эмиссией называется процесс выхода электронов с поверхности металла, облучаемого лучистой энергией. Явление фотоэлектронной эмиссии носит название внешнего фотоэффекта. За счет поглощенной энергии светового потока увеличивается энергия электронов в металле. При этом электроны, получившие энергию, достаточную для осуществления работы выхода, вылетающих за пределы металла, создавая поток свободных электронов. Фотоэлектронная эмиссия может возникать при облучении металла лучами видимого спектра, инфракрасными, ультрафиолетовыми и рентгеновскими. Этот вид эмиссии используется в фотоэлементах, фотоумножителя и в телевизионных трубках. Вторичная электронная эмиссия — это эмиссия электронов с поверхности металла при облучении его потоком электронов. Если электроны, движущиеся с большой скоростью, ударяются о поверхность металла, то их кинетическая энергия движения передается электронам металла. Электроны, получили необходимую дополнительную энергию, вылетают с поверхности металла. При этом электроны, падающие на поверхность металла, называются первичными, а вылетают из металла — вторичными. Ток вторичной эмиссии зависит от свойств металла, состояния его поверхности, скорости и угла падения первичных электронов. Количественно вторичная эмиссия оценивается коэффициентом вторичной эмиссии а равным отношению количества вторичных электронов n 2 количеству первичных электронов n 1 Этот вид эмиссии используется в электронных умножителях и некоторых специальных радиолампах. В некоторых лампах вторичная эмиссия нарушает нормальную их работу. Электростатическая (автоэлектронная) эмиссия — это эмиссия электронов с поверхности металла (холодного) под действием сильного ускоряющего электрического поля (106-108 В / см). Действие внешнего электрического поля эквивалентна уменьшению работы выхода электрона. Под действием этого поля происходит как бы вырывание электронов из металла. Этот вид эмиссии используется в рентгеновских трубках, а также в некоторых, газоразрядных и полупроводниковых приборах. 3. Движение электронов в электрическом и магнитном полях Движение электрона в однородном электрическом поле В электронных приборах движение свободных электронов происходит под действием электрических или магнитных полей. В зависимости от направления начальной скорости электрона электрическое поле может его движение ускорять, тормозить или изменять направление. Для выяснения физических процессов рассмотрим движение электрона в однородном электрическом поле. Представим себе, что в баллоне, в котором создан вакуум, расположены два взаимно параллельных электрода — катод К и анод А . Рис. 1.1 Если к этим электродам присоединить батарею с напряжением плюсом к аноду и минусом к катоду, то в пространстве между анодом и катодом будет создан электрическое поле с напряженностью где U — разница потенциалов, d — расстояние между электродами.