Электронные приборы

Электро́нные прибо́ры

Приборы для преобразования электромагнитной энергии одного вида в электромагнитную энергию другого вида, осуществляемого посредством взаимодействия электронов (движущихся в вакууме, газе или полупроводнике) с электромагнитными полями. К Э. п. относятся Электровакуумные приборы (кроме ламп накаливания) и Полупроводниковые приборы.

Протекающие в Э. п. процессы чрезвычайно разнообразны. Так, в электронных лампах (См. Электронная лампа) и вакуумных приборах СВЧ (Клистронах, Магнетронах, лампах бегущей волны (См. Лампа бегущей волны) и т. д.) электроны, испускаемые катодом, взаимодействуют с постоянным и переменным электрическими полями. В результате взаимодействия с постоянным полем кинетическая энергия электронов увеличивается; в результате взаимодействия с переменным полем постоянный электронный поток превращается в переменный и часть кинетической энергии электронов преобразуется в энергию электрических колебаний. В вакуумных индикаторах и электроннолучевых приборах (См. Электроннолучевые приборы) электроны ускоряются постоянным электрическим полем и бомбардируют мишень (например, экран, покрытый люминофором (См. Люминофоры)); при взаимодействии электронов с мишенью часть их кинетической энергии преобразуется в электромагнитную энергию (например, световую). В вакуумных фотоэлектронных приборах (вакуумных Фотоэлементах, фотоэлектронных умножителях (См. Фотоэлектронный умножитель) и др.) электроны, эмитируемые Фотокатодом под действием оптического излучения, ускоряются постоянным электрическим полем и направляются на анод. В результате энергия оптического излучения преобразуется в энергию электрического тока, текущего в анодной цепи такого Э. п. В рентгеновских трубках (См. Рентгеновская трубка) энергия электронов, ускоренных на пути от катода к аноду (антикатоду), при ударе электронов об анод частично преобразуется в энергию рентгеновского излучения. В ионных приборах (См. Ионные приборы) (газоразрядных приборах) электроны, ускоренные постоянным электрическим полем, сталкиваются с молекулами газа и либо ионизируют их, либо переводят в возбуждённое состояние. Такие газоразрядные приборы, как ртутные вентили (См. Ртутный вентиль), Газотроны, Тиратроны, Таситроны, по принципу преобразования энергии аналогичны электровакуумным диодам и триодам; основное отличие состоит в том, что в газоразрядных приборах ионы газа нейтрализуют Пространственный заряд потока электронов и этим обеспечивают прохождение через прибор огромных токов (например, в ртутных вентилях — до тысяч а) при сравнительно малых анодных напряжениях (15— 20 в). В газоразрядных источниках света (См. Газоразрядные источники света) и индикаторах газоразрядных (См. Индикаторы газоразрядные) каждая возбуждённая молекула газа при переходе в равновесное состояние излучает световую энергию. В люминесцентных лампах (См. Люминесцентная лампа) световую энергию излучают молекулы люминофора, возбуждённые ультрафиолетовым излучением разряда. В квантовых газоразрядных приборах (газовых лазерах (См. Газовый лазер), квантовых стандартах частоты (См. Квантовые стандарты частоты) и др.) возбуждённые молекулы газа, взаимодействуя с электромагнитными колебаниями, усиливают их при своём переходе в невозбуждённое состояние.

Преобразование энергии в полупроводниковых приборах основано на том, что в полупроводнике, как и в вакууме, можно создавать постоянные электрические поля и осуществлять управление движением носителей заряда (См. Носители заряда). В основе работы полупроводниковых приборов лежат следующие электронные процессы и явления: эффект односторонней проводимости при протекании тока через запирающий слой электронно-дырочного перехода (См. Электронно-дырочный переход)(р — n-перехода) или потенциального барьера (См. Потенциальный барьер) на границе металл—полупроводник (см. Шотки диод); Туннельный эффект; явление лавинного размножения носителей в сильных электрических полях; акусто-, оптико-, термоэлектрические эффекты в диэлектрических и полупроводниковых материалах и т. д. На использовании эффекта односторонней проводимости основана работа полупроводниковых диодов (См. Полупроводниковый диод). В Транзисторах для усиления электрических колебаний используют т. н. транзисторный эффект — управление током запертого перехода с помощью тока отпертого перехода. В Ганна диодах и лавинно-пролётных полупроводниковых диодах (См. Лавинно-пролётный полупроводниковый диод) лавинное умножение в р — n-переходах, обусловленное ударной ионизацией атомов носителями, используется для генерации электрических колебаний. В светоизлучающих диодах (См. Светоизлучающий диод) электрическая энергия преобразуется в энергию оптического излучения на основе явления инжекционной электролюминесценции (См. Электролюминесценция).

Э. п. находят применение в радиотехнике, автоматике, связи, вычислительной технике, астрономии, физике, медицине и т. д, — практически во всех областях науки и техники. Мировая промышленность ежегодно выпускает (70-е гг.) свыше 10 млрд. Э. п. различных наименований.

Лит.: Власов В. Ф., Электронные и ионные приборы, 3 изд., М., 1960; Кушманов И. В., Васильев Н. Н., Леонтъев А. Г., Электронные приборы, М., 1973.

В. Ф. Коваленко