מכשור אלקטרוני - פרק 3 : מכשור מבוסס על הולכה בוואקום

(c) שכנר מכשור 3 - התקנים אלקטרוניים בוואקום

1

:3מכשור אלקטרוני - פרק מכשור מבוסס על הולכה בוואקום

שקפים נלמד תוכן #

השיעור Xמחולל קרני 3.1

תא פוטואלקטרי (דיודת וואקום) 3.2

מכפיל אור 3.3

שפופרות וואקום 3.4

הלחמה בקרן אלקטרונים 3.5לימוד חלקי האוסצילוסקופ 3.6

לנ"ס )TV של CRTצגי הדמיה ( 3.7

4פרק מיקרוסקופ אלקטרוני 3.8

להדפיס עד שקף

24


2

Xמחולל קרני עקרון הפעולהמבנהמטרה

מבנה סכמתי

שפופרת וואקום

אנודה

קתודה תרמיונית

Xקרני

מעגל למתח

גבוהאפקט דמוי

"קתודו-לומינסנטי"

http://www.brandx-ray.com/brand_x_ray_tube_co___inc___x_ray_tube_faq_page.htm

עקרון הפעולה

עבודהבאיזור הרוויה


3

Xעקרון פעולה: יצירת קרני

+Z

e-***

Most Inner Shell

אטום בגביש – מצב מוצק

e-** + e-**

SEE


4

Xיצירת קרני

+Z

X-Ray h

X-Ray h' Cascade

שרשרת של נפילות


5

Xסיכום פליטה של קרני e-*** + MX-Ray 2e-** + MX-Ray

+

SEE

e-**(inner+1) e-* (inner) + hX-Ray נפילה" לרמה פנימית פנויה"

e-* (inner+2) e-* (inner+1) + h’X-

Ray “Cathodo-luminescence” ?

“Cathodo-luminescence” ?

יכולה לשתף גם רמות גבוהות יותר, cascadeה- הנותנות קרינה באורכי גל גדולים יותר.

הקפיצה יכולה לכלול גם את המעבר מרמת ההולכה לערכיות


6

Auger Effect

+Z

e-***

Most Inner Shell

אטום בגביש – מצב מוצק

e-** + e-**

SEE

+Z

X-Ray h

X-Ray h'

e-*** + MX-Ray 2e-** + MX-Ray+

SEE

e-**(inner+1) e-* (inner) + hX-Ray נפילה" לרמה פנימית פנויה"

e-* (inner+2) e-* (inner+1) + h’X-

Ray

Cathodo-luminescence ?

Cathodo-luminescence ?

h + Mphel e-* + Mphel+

פנימיתהליך פוטו-אלקטרי

wאנרגית העקירה גדולה מ-h>w


7

רמות Z+במוצק +Z +Z +Z

הרמותהפנימיות נשארותצמודות לגרעין.

+Z +Z +Z +Z

חפיפה של רמות מלאות חלקית

וראשונה ריקה

+Z +Z +Z +Z

לא סגור להמחיש שזה מספר גדול מאוד

מתחילה האלקטרונים של הרמות הפנימיות Xהמפולת של פליטת קרני


8


אלקטרון מואץ

אנודה

קתודה פוטו-אלקטרית

Photon

h>w

פוטו-דיודת וואקום תא פוטו-אלקטרי


9

מכפיל אורמכפיל אור

h

Anode

Photo-cathode

דינודה SEEM

דינודה

עקרוןהפעולה


10

עקרון הפעולה VPhotocathode < Vdynode 1

< Vdynode 2 < ... Vdynode n

< VAnode

e-1 Kev + SEEM SEEMn+ + ne-*

ההגבר

G = gD

D = 8g = 4

G = gD = 48 = 6.6 x 104


11


מעטפת חיצונית

אנודה Collector

(+)

grid רשת


(-)

גוף חימום מבודד(גוף שחור)

שימוש : מגברים להספקים גבוהים: •

.מכ"ם, תחנות שידורטעם אקוסטי•


12

הזרם כתלות בהפרש המתח בדיודה

V

I ]A

]

IRD


13

שפופרת וואקום כדיודה

A

אלקטרודה חמה

תא וואקום

אלקטרודה קרה


14

DVc-g = - 1 V

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

DVc-a= 25 Vבקרת

זרם


15

Vc-g = - 1 V

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

Vc-a= 200 V

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

בקרת זרם


16

פעילות הטריודהפעילות הטריודה

I ]A]

VCut-off(-1.0V)

Vgrid = 0.0 V

V100 200 300

-1.0 V

-2.0 V

-3.0 V

-4.0 V

מכשור 3 - התקנים אלקטרוניים בוו17אקום

(c) שכנר

עבודה באינטרנט

The Tube Directory

http://www.mclink.it/com/audiomatica/tubes/6sl7.htm

23 first tubes


18

http://physicsnobelprize.net/ebw.html

at 150 kV

הלחמה בקרן

אלקטרונים(grid)

תותחאלקטרונים


19

עקרון פעולה מכשיר

לפי איזה עקרונותפיסיקליים מוכנסים

אלקטרונים לשפופרתוואקום

12

איזה עקרונותפיסיקליים מנוצלים

לתמרן את האלקטרונים

13

שיעורי ביתמצא דפי נתונים3.1

אין לצרף את דפי הנתונים


20

מטרה: מדידת מתחים ותדירויותאוסצילוסקופ : תיאור סכמתי

2

1

34 5

6

78

9


21

מכלוליםתפקיד / תיאור שם #

מעטפת 1תותח אלקטרוני 2

3

4

5מסך פלורסצנטי 6

7

8grid 9


22

כושר הבחנהCRT של מסך

d

e-***

Mcatlu

d1 d2 d3

מישור כניסהלזכוכית המסך מישור זוהר

מופנה לצופה

וואקום

קוטר הכתם

eV0

(eV0 – w)/3


23

– אלקטרון מואץ במתח גבוהה פוגע במסך קתודו-לומינסצנטי, 2.10בהנחות הבאות:

האנרגיה הקינטית מתחלקת באופן שווה בין המוצק •הקתודו-לומינסנטי ושני אלקטרונים

Ee = 1 KeVהאלקטרון הראשון המתנגש הוא בעל אנרגיה של •w = 4 eVפונקצית העבודה של החומר הקטודו-לומניסטי היא •אנרגית המעבר בין רמות הערכיות וההולכה בחומר הוא• Eg = 2 eVd = 10 nmהמרחק הממוצע בין ההתנגשויות הוא •

בנה מודל שתאפשר להעריך את:מספר ההתנגשויות הדרוש לקבלת אלקטרונים העשויים להעלות •

את אלקטרוני החומר הקתודולומינסטי לרמת ההולכה.העומק בו התגבות בין האלטרונים והחומר הקתודולומינסנטי•

עשוי לפלוט פוטונים.מספר האלקטרונים הנעקרים מהגביש עבור כל אלקטרון (ראשני)•

שפוגע במוצק.


24

מספרe-

הכולל אחרי

ההתנגשות

[eV [אנרגיה קינטית מספר ההתנגשות

האלקטרון אחרי

ההתנגשות

כוללת אחרי

ההתנגשות

של האלקטרון לפני ההתנגשות

2 332 996 1000 1

4 109 328 332 2

8 35 105 109 3


25

צירים ציר האות,

המתחY

X ציר הזמן

ר עוצמת ההארה צי

,עד כאן,בפרק הזההסמסטר


26

תותח האלקטרונים

הספקה

למתח וחימום

רשת : שליטה בעוצמת ההארה


אנודה מחוררת

עם ""קולימציה


27

+

_

Lp

d

s2

L

s1

Yציר באוסצלוסקופ

s1 = ½ ayt2 s2 = L tang

תרגום מתח למרחק


28

שלבים בחישוב הקשר

מציאתs1

מציאתs2

y = s1 + s2

הצבות


29

– גובה yחישוב = y = s1 + s2האות

eELp2

2mevz2

+ eELpLmevz2

EeLp(Lp+2L) 2me vz

2=

2mevz2 = 4

eVoscpEeLp(Lp+2L) 4 eVoscp

y = E = Vsg / d

1/2mevz2 = eVoscp

Vsg Lp

(Lp+2L) 4 d Voscp

y =


30

קבוע האוסצילוסקופ

Lp(Lp+2L) 4 d Voscp

Kscope =

y = Kscope VVsgsg


31

Lp = 2.5 cmדוגמהL = 35 cm

Vscop = 90 Vd = 1 cm

2.5 (72.5)/(360) = 181.25/360 = 0.503 cm/V

Lp(Lp+2L) 4 d Voscp

Kscope =


32

ציר הזמן

t

x (cm) t ]sec]

0 0.0

2 0.2

4 0.4

6 0.6

8 0.8

10 1.0

המרחק מנקודת האפס היאפונקציה ישירה של הזמן

x = kxt

המתח מנקודת האפס היאפונקציה ישירה של הזמן

Vx = kVt


33

Y תרגום מתח למרחק – ציר

+

_

Lp

d

L

s1

s2


34

X תרגום מתח למרחק – ציר

X=0

X=10מבט על

sx2+

_

Lpx

dx

x

Lx

sx1

עקרון פעולה זהה, הטעיה ע"י שדה חשמלי.ההבדל המתח משתנה עם הזמן –כל הזמן


35

הפונקציה k

הפונקציה k

Vx

t[s]

x [cm]7.55.0 2.5 0.0

0.750.50 0.25 0.00


36

הפונקציה k

הפונקציה k

t[s]

x [cm]Vx

0.0


37

מיקום האלומה בציר הזמן

Vsg Lp(Lp+2L) 4 d Voscp

y = עבור גובה האות

בדומה, עבור זמן הסריקהVx Lpx(Lpx+2L) 4 d Voscp

x =

kVt Lpx(Lpx+2L) 4 d Voscp

x = Vx = kVt

: המתח בין לוחות הזמן מקיים


38

45

1

2

36

11Video

9

10

8

7

CRTשלTV

12

Imaging displays צגי הדמיה


39

מטריצה דו-ממדית של עוצמות תאורהתמונה

I(1,1) I(1,2) I(1,3)

I(2,3)

I(3,4)

I(4,5)

pixel


40

מטריצהמסך טלוויזיה תלת צבעי

R GB


41

אות ווידאו

11Video

10

8

7

V

t

frame

Vertical SignalHorizontal Signal

Intensity

Mixed Video


42

ו- scopeהבדלים בין TV

TV scopeXציר Yציר

עוצמת ההארהמספר תותחיםצבעים במסך

לנ"ס


43

משתנים באוסצילוסקופ

l

L

d

y

s1

s2

vz

vy

ay

tFy

Ey

Vsg

Voscp

פיסיקלייםגיאומטריים

Documents

מכשור אלקטרוני - פרק 3 : מכשור מבוסס על הולכה בוואקום