dexp

d

dxx0

exp

x

K A

0 d

EL = U/d

Sõltumatu lahenduse tingimus mittehomogeenses väljas

11ln

0

d

dxx

Pinge elektroodidel

d

dxxEU0

EBpAp /exp/

ES

Kui E < ES siis E kasvades tõus suureneb väljatugevuse kasv annab ionisatsioonikoefitsiendile rohkem juurde, kui nõrgenemine ära võtab

sõltumatuks lahenduseks vajaminev pinge väheneb

Townsend huumlahendus

0

e= 3,9, 1mm; dgap = 5 mmHe; atmosfäärirõhk

10-35 kHz

Barjäärlahendus (DBD)

U

i

T

G

t, ns

-460

-260

-140-60

0

80

Säriaeg Dt = 20 ns

NB! 4 karakteristlikku piirkonda!

C D

i

t

V

i

T

G

Huumlahendus Glow Discharge

n+ >> ne

ejj

Katoodkiht 1

0

1ln dxxEd

K A

0d

E T:

320 / KK dUj

1

0

1ln dxxEKd

dk

Kdd

Eenj dEK /20

Katoodvoolu tihedus

K

Eksperimendist: KK dxExE /1

d

K EdxU0

Arvutustes: KEconstxE

ne

dx

dE

0K

K

Eed

n 0

Analoogiliselt Pascheni seadusega eksisteerib UK(pdK) miinimum

normnorm ja jUK

Normaalse huumlahenduse piirkonnas kasvab vool konstantsel pingel, kuna katoodlaigu pindala suureneb

I(x)

V(x)

-+

E(x)

n(x)

j(x)

Katoodpiirkond

dxxEUKd

K 0

Al katood: UK = 100 V (Ar); = 180 V (N2)

Ni katood: UK = 150 V (He); = 170 V (Kr)

eV200100 KeU2

V2e

K

meU

x

E

CF NG F

I

s

e

exc ion

VKiired (mittetasakaalulised) elektronid (beam electrons)

Nt: p = 5 Torr, Te = 1 eV

Energia relaksatsiooniaeg nE E (n > 1)

Kui V >>v, siis tE = 10-7 s

kui V = v, siis tE = 10-9 se

EE mEx 2EV n

Keskmine energia

dK

Õõneskatood (hollow cathode)

D D

K KE

1

23

e

Elektronid on sulustatudja saavad energiat juurde

Positiivne sammas

rDt

r

Dt

ntrn

4exp

4,

2

2/3

1difdif 2/D

22 /4,2/1 R

22 //1 R

23

22

21

2

//

//1

LL

L

2nnndt

dnredifei

e

1-123 storrVcm105,1 p

-137 scm106,1 r

1-125 storrVcm102,4 pe

R = 1 cm; p = 10 torr; T’e = 1 eV; 11torrVcm3/ pE

Drt /2

E

x

r n = ne n+

j je

E(x) = const

Ncr, j, i ?

00x

v, tr

r

n

x

n

Difusioon

Voolutiheduse jaotus

r

R

rJnn 405,200

Positiivne sammas,difusioonirežiim: difi E

j Difusioon + rekombinatsioon

difi

e

En

difie Ep

Epej

VoltamperkarakteristikajK = const

Katoodkihis: K i

S

constjE U

lni

Väljatugevus ja kaod

c =

He: 4 10-3

Ne: 6 10-3

Ar: 4 10-2

H2: 1 10-2

N2: 4 10-2

difi E

-3128 cm1010 en

Molekulaarsetes gaasides on vaja difusioonikadude kompenseerimiseks hulga suuremat väljatugevust

Temperatuur ja voltamperkarakteristika

rR R

T

T0 T0

Tp TTNc 0

Kui cp – ühe aatomisoojusmahtuvus ja nT – soojakao “sagedus”, siis kadu sekundis pinnaühiku kohta:

Statsionaarses olukorras: jETTNc Tp 0 TNkp B

Vool temperatuur tihedus E/N Voltamperkarakteristika on langev

lni

U

0 dRdi

dU