Речовини з яких можна отримати плазму для приладів плазмової електроніки.

Для отримання плазми будь якої речовину переводимо в газоподібний стан, а потім іонізуємо його. В іонних джерелах для отримання іонів використовують плазму різних речовин. Інколи поєднують газ та плазму. Наприклад аргон з парами ртуті.

Тверда речовина пар плазма.

Можна застосовувати дугові розряди з катодними п’ятками.

Диіонізація плазми – процес зникнення іонів.

Електропровідність плазми

Завдяки тому, що в плазмі висока концентрація вільних електронів вона має високу теплопровідність.

Зіткнення електронів з тяжкими частинками (молекулами газу) призводить до зменшення електропровідності. Ця властивість використовується для створення плазмових комутуючих приладів. Такі прилади називаються розрядниками чи плазмовими ключами. Прибори в яких використовуються такі властивості називаються тиратронами, оситронами і вентилями.

Тиратрон - газорозрядний пристрій з сітковим управлінням. В даний час прибори використовується в якості комутуючого прибору чи ключа. Має структуру або тетрода, або тріода.

Рис. Тиратрон а) тріод; б) тетрод

Газовий розряд як джерело плазми

Газовий розряд – явище протікання струму через газовий проміжок при прикладанні до електродів зовнішньої напруги.

Електроди можуть бути будь-якої форми і з будь якого провідного матеріалу. Електродів може взагалі не бути. Якщо електродів немає електродів, то підвід енергія в вигляді електромагнітного випромінення. Це може бути індукований розряд L-розряд, H-розряд – це розряд, що виникає в вихровому електричному полі.

Напруга прикладена до електродів може бути довільного типу (постійна, імпульсна,високочастотна, знакоперемінна)

Рис. Хвилевідний розряд

Рис. Розряд в резонаторі

Рис. Факельний розряд

Різновиди газових розрядів по зовнішньому виду:

• Тліючий розряд (струм - десятки мА- десятки А; наруга – десятки- сотні В);

• Неонові лампи;

• Дуговий розряд;

• Оптичний розряд(розряд в лазері).

Розряд тліючого типу

Признаки

Електроди як правило не розжарюються і під час роботи приладу залишаються відносно холодними. Тому тліючий розряд називають розрядом з холодним(нерозжареним) електродом.

Існують випадки електродів з самонагріваючимся електродом. Тобто електроди спеціально не охолоджуються і на початку в приборі підтримується тліючий розряд, поступово електроди нагріваються до температури при якій стає помітною термоелектрона емісія, а тліючий розряд переходить в форму розряду з розжареним катодом. Цей розряд часто буває низьковольтним (5-100 В) і його називають дуговим.

Прикладом гібридного розряду являються лампи вуличного освітлення: ртутні або натрієві.

Ознакою тліючого розряду є підвищена напруга виникнення і підтримання розряду

Спрощена теорія тліючого розряду

Виникнення і само підтримка тліючого розряду обумовлена двома механізмами:

1. Вторинна емісія катода - електрони емітують за рахунок бомбардування іонами, атомами, фотонами

2. Катодна іонізація газів електронами

Г – інтегральний коефіцієнт вторинної емісії катода

М – коефіцієнт розкладання заряджених частинок в між електродному проміжку. Показує скільки іонів прилетіло на катод при виході одного електрону.

де – кількість електронів,що вийшли з катоду; - кількість іонів, що пришли на катод