Phát xạ điện tử - Lí thuyết phát xạ nhiệt điện tử

                   !"  !" #$%&'() #$%&'()        !"#$%&'()*+,)- .,/01$23  &4567806*&'()  9!:#$!;#68<2=#&'()  9!:#>?##8<2=#&'() @ABC1DEFG  CHB  IBGJ   *+, /01234516!78 9:;6!<=8!>?:;@A6! <B1C@DE6!<FG3H>8 6CG6IH1=5 K-CHB   !J6I6KL8!M ,/NOPN, O H" (@ Q@  1 6RST:B8 6U F @L B C HC 6V M  H 8 6 WX  8 1 M < 6! BY @L B1=CZ8[MF81 MEE W(KLM[E!Z6! \@LB681M WXE>Z+1+6!  !JQ@   ,],,^TK_#%@`@6I: <6KL!KL^:*H+,]P- O P O kT J A DT e φ − = 0 2 4 0 3 2 4 120.10 . F W mek A A h m ñoä φ ε π = − = = >@R`@ P=@R9 !8[M!F W*+KL!%3EECa5 W*!6b (3c,)dPe-Of5d%3cg)dP-eOf5 $@3P)d/POf5dh#C<ERY3,)i,OOOf5 j6aFHkl   L-IBGJ  M+$$$N+#7O$7P WfMJ1:,O P/ 6!m / Wn1E>CbMHkl+:H 1o1M  P P c e F x = 3$2n5   [ [ hkl Wn1:P76!6CK bp6!qC1:8   Wf6CdK_6bK_Ca [ K  1= 6r  1:8\O6 P P c = e F a P P c e a a O x F P P c e x W $= F 6! m ; 6a 8 1o6!m P P P P P O P P P P P O O % c c c c P ∞ ∞ = = + = + = ∫ ∫ ∫ a a e e e e e Fdx dx dx a x a a a W$sCt6!mC6b+KL9 7Ca81o1M P O P ≥ mv W QR S  T   WuBHR0N  !"#$%&'()*+,)- .,/01$23 v8@EE6;F6!mM8C J+KL%d7 ε F +KLJ0 3 5 , 3 5 , F W kT f W e ε − = + BHR^R / / P 3 d d d5 , F x y z x y z W kT dv dv dv m dn v v v = h e ε − + 2  [ ;^RCK7=C7Hkl1 MdS@R6!m6^b6Y6!<Hklb B P P P / / 3 5 P P 3 d d d5 , ε   + + −     + x y z F x y z x x y z x m v v v kT dv dv dv m dn v v v = v h e   P P P / / 3 5 P P 3 5 , ε +∞   + + −   −∞   + ∫ ∫ x y z F y z x x x x m v v v kT dv dv m dn v = v dv h e waS^6bM8 [ dE<BP7HaJ    x \Ny6Wy P P P @ @ i y Z y z y z v v v v dv dv d d ρ ϕ ρ ϕ ρ ρ ρ ϕ = = + = = P P P P P P 3 5 3 5 O O P P O , , P , x y z F x F y z m m v v v v kT kT y dv dv d d e e kT dy m e π ε ρ ε β ρ ρ ϕ π +∞ ∞     + + − + −     −∞     ∞ + = + + = + ∫ ∫ ∫ ∫ ∫ P P m kT y d dy kT m ρ ρ ρ = ⇒ = % x F kT ε β − = P % P x x mv = y y Z e dZ e dy β β + + = → = (p6l [...]... thuận với bình phương nhiệt độ cung cấp cho cathode φ − 0 2 kT 0 J = A DT e + Dưới tác động của điện trường thi công cần thiết để điện tử phát xạ giảm đi một lượng, ∆A = A0 − A = e eE Tương ứng với dòng phát xạ tăng thêm một lượng J E = A0 DT 2e − φE kT = J 0e e eE kT + Khi có điện tử phát xạ thì ngay lập tức sẽ có tường của điện tích không gian tác động làm cả trở dòng phát xạ đó + Khi trường... theo vận tốc của nhiệt điện tử phát xa Mục đích: xác định vâên tốc của chùm điêên tử sau khi phát xạ phân bố như thế nào + Phân bố Fermi-Dirac 1 f (W ) = e (W −ε F ) kT +1 Đối với những điện tử có vận tốc lớn thì ta có: W ≥ W0 e W0 −ε F kT e ? 1 Fermi-Dirac  Boltzmanm W −ε F kT ? 1 εF kT F (E ) = e e ε − W kT W F 2m3 kT − kT dn(vx , v y , vz ,)= 3 e e dvx dv y dv z h Và số điện tử thoát ra khỏi... trưng volt-Ampe của diod phẳng khi * Khi j = js thì VB = VB VB < VB* VB j Độ dốc của đường đặc trưng V-A đối với js cho trước sẽ giảm khi d tăng d1 Hay với js cho trước thì V*B tăng khi d tăng (Tham khảo đối với điện cực hình trụ và hình cầu) KẾT LUẬN: 0 d2 VB*1 VB*2 VB + Lực ảnh điện schottky: để phát xạ, điện tử phải thực hiện một công A ≥ W0 + phương trinh Richardson: dòng phát xạ tỉ lệ... ÷   Đôê dốc của đường thẳng tỉ lêê nghịch với nhiêêt đôê Do vậy, nếu muốn dòng phát xạ nhiệt tăng ta có thể không cần nung nóng cathode quá cao mà chỉ cần tăng điện thế Vb lên Điều này rất có lợi cho các cathode không chịu được nhiệt độ cao Vb  Ảnh hưởng điện tích không gian với dòng phát xa εB +-+ +-+ +-+ +-+ + K ε 0 (0) > 0 xm ε 0 (d ) < 0 d + + + + + + + + + Điêên tích không gian sẽ cảm... (0) > 0 + + + + + + + + + ε 0 (d ) < 0 - - - K xm - d A + + + + + + + + + x ε (0) < 0 − εB = ε ( x) eVB d ε ( x) K d eV ( x ) A K A Chế đôê dòng bão hòa ε (x) 0 V − B d d eV ( x ) 0 A d eVB d K Chế đôê giới hạn dòng điêên A + + + + + + + + + - - - xm d x A ε ρ (0) = −ε B ε (0) = 0 j = js eV eVρ ( x ) ε (x) K - ε (x) eV ε ρ ( x) V εB = B d j < js ε 0 (d ) < 0 - K ε ρ (0) > −ε B ε (0) > 0 ε 0 (0) >... thì ngay lập tức sẽ có tường của điện tích không gian tác động làm cả trở dòng phát xạ đó + Khi trường ngoài cân băng với trường của điện tích không gian thì ta có dòng phát xạ bão hòa  đường được trưng Volt-Ampe Các phương pháp làm tăng dòng phát xa điện tử ... ∞ ∞ −b xk xk xk −b 0 FE ( x ) 0 A = ∫ ( F ( x ) − eE )dx = ∫ F ( x )dx − ∫ F ( x )dx − ∫ eEdx e2 A = A0 − − eExk = A0 − e eE 4 xk Công của điện tử phải chống lại lực cản của lực ảnh điện sẽ giảm một lượng: ∆A = A0 − A = e eE x Công thoát hiệu dụng khi có mặt điện trường ngoài là: φE = φ0 − ∆A = φ0 − e eE J E = A0 DT 2e − φE kT = J 0e e eE kT log JE e e  E  ln =  ÷  T ÷ J0 k   Đối với diode... kT m 2 2 2  ( v x + v y + v z ) −ε F  2   kT − 4π mkT dN (Wx )= ln(1 + e 3 h Wx −ε F kT +1 )dWx Đây chính là số điện tử có năng lượng từ Wx đến Wx+dWx từ trong kim loại đi đến một đơn vị diện tích bề mặt trên một giây theo hướng x vuông góc với bề mặt Do vậy mật độ dòng phát xạ ∞ J = De ∫ dN (Wx ) W0 4π mekT =D h3 ∞ ∫ ln(1 + e − Wx −ε F kT )dWx W0 D Là trị trung bình của hêê số truyền qua... uy , uz là các thành phần vận tốc của điện tử khi thoát khỏi kim loại: ' Khi đó chỉ có thành phần ux là thay đổi 2 2 mux mvx = − W0 2 2 ux dux = vx dvx 3 εF kT 2m dnx '(u x , u y , u z ,)=D 3 e e h W − 0 kT u xe − 2 2 m ( ux +u 2 +uz ) y 2 kT du x du y du z  Ảnh hưởng của trường đối với dòng phát xa F( x) FE ( x ) = F ( x ) − eE eE Công của lực điện tử để vượt qua lực cản A= xk ∫ F ( x )dx... thế năng ngăn cản sự phát xạ của chúng DTKG tồn tại ngay cả khi đtrường ngoài εB=0 ε 0 (0) ε 0 ( x) Vm V0 ( x ) ε 0 (d ) Khi đtrường ngoài εB ≠ 0: VB ε ( x) = ε ρ (x) + ε B = ε ρ (x) − d VB V ( x ) = Vρ ( x ) + VB = Vρ ( x ) − x d ε ρ (x) Cường đôê điêên trường của điêên tích không gian Vρ ( x ) Thế của trường điêên tích không gian εB Nếu đtrường ngoài là gia tốc điêên tử thì trường tổng . !8[M!F W*+KL!%3EECa5 W*!6b (3c,)dPe-Of5d%3cg)dP-eOf5 $@3P)d/POf5dh#C<ERY3,)i,OOOf5 j6aFHkl   L-IBGJ  M+$$$N+#7O$7P.  < -H Z   (0) B ρ ε ε < − (0) 0 ε <          ' ( x 0 (0) 0 ε > 0 ( ) 0d ε < d                   m x B ε = ? s B j j khi V N3 < %6 -c6 (0).  ,],,^TK_#%@`@6I: <6KL!KL^:*H+,]P- O P O kT J A DT e φ − = 0 2 4 0 3 2 4 120.10 . F W mek A A h m ñoä φ ε π = − = = >@R`@ P=@R9