史永勝4氣體放電基礎(chǔ)-資料下載頁(yè)
2025-05-12 23:12本頁(yè)面
【正文】 正常輝光放電的光區(qū)分布： 一個(gè)充氖的冷陰極放電管長(zhǎng) 50cm， 氣壓 P＝ 133Pa， 在正常輝光放電時(shí)的光區(qū)和電參量分布 (1)阿斯頓暗區(qū) 由于受正離子轟擊從陰極發(fā)射出來(lái)的二次電子初速很小，不具備激發(fā)條件。由于沒有受激原子，因而是暗區(qū)。 (2)陰極光層 電子在通過阿斯頓暗區(qū)以后，從電場(chǎng)中獲得了一定的能量，足以產(chǎn)生激發(fā)碰撞，使氣體發(fā)光。但電子數(shù)量不大，激發(fā)很微弱。 氣體放電物理基礎(chǔ) Vc輝光放電的光區(qū)分布光 強(qiáng)電 位場(chǎng) 強(qiáng)空間電荷密度阿斯頓暗區(qū)陰極輝區(qū)陰極暗區(qū)負(fù)輝區(qū)法拉第暗區(qū)正柱區(qū)陽(yáng)極暗區(qū)陽(yáng)極輝區(qū)IE Zn _n +V(3)陰極暗區(qū) 電子離開陰極后，到這里獲得的能量愈來(lái)愈大，甚至超過了激發(fā)幾率的最大值，于是激發(fā)減少，發(fā)光減弱。在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，電子能量已超過電離電位，引起了大量的碰撞電離，繁流放電集中在這里發(fā)生。 在正常輝光放電時(shí)的光區(qū)和電參量分布 氣體放電物理基礎(chǔ) (4)負(fù)輝區(qū) 進(jìn)入負(fù)輝區(qū)的電子可以分為兩類 : 快電子和慢電子 。慢速電子是多數(shù)，它們?cè)谪?fù)輝區(qū)產(chǎn)生許多激發(fā)碰撞，因而產(chǎn)生明亮的輝光。 在陰極暗區(qū)，因離子濃度很高，它們會(huì)向負(fù)輝區(qū)擴(kuò)散，因而負(fù)輝區(qū)中，電子和正離子的濃度都很大，而電場(chǎng)很弱，幾乎是無(wú)場(chǎng)空間。負(fù)輝區(qū)中電子和正離子濃度比正柱區(qū)中約大 20倍。 Vc輝光放電的光區(qū)分布光 強(qiáng)電 位場(chǎng) 強(qiáng)空間電荷密度阿斯頓暗區(qū)陰極輝區(qū)陰極暗區(qū)負(fù)輝區(qū)法拉第暗區(qū)正柱區(qū)陽(yáng)極暗區(qū)陽(yáng)極輝區(qū)IE Zn _n +V在正常輝光放電時(shí)的光區(qū)和電參量分布 氣體放電物理基礎(chǔ) （ 5）法拉第暗區(qū) 這是一個(gè)處于負(fù)輝區(qū)和正柱區(qū)之間的過渡區(qū)。由于電子在負(fù)輝區(qū)中損失了很多能量，進(jìn)入這個(gè)區(qū)域以后，便沒有足夠的能量來(lái)產(chǎn)生激發(fā)，所以是暗區(qū)。 Vc輝光放電的光區(qū)分布光 強(qiáng)電 位場(chǎng) 強(qiáng)空間電荷密度阿斯頓暗區(qū)陰極輝區(qū)陰極暗區(qū)負(fù)輝區(qū)法拉第暗區(qū)正柱區(qū)陽(yáng)極暗區(qū)陽(yáng)極輝區(qū)IE Zn _n +V在正常輝光放電時(shí)的光區(qū)和電參量分布 氣體放電物理基礎(chǔ) （ 6）正柱區(qū) 在任何位置電子密度和正離子密度相等，凈空間電荷為零。電場(chǎng)沿管軸均勻分布。因正離子的遷移率很小，放電電流主要是電子流。正柱區(qū)中有一定的軸向電場(chǎng)強(qiáng)度，電子從電場(chǎng)中獲得一定的能量，產(chǎn)生一定數(shù)量的碰撞電離和激發(fā)。 （ 7）陽(yáng)極區(qū) 在該區(qū)有時(shí)可以看見陽(yáng)極暗區(qū)，在陽(yáng)極暗區(qū)之后是緊貼在陽(yáng)極上的陽(yáng)極輝光。 Vc輝光放電的光區(qū)分布光 強(qiáng)電 位場(chǎng) 強(qiáng)空間電荷密度阿斯頓暗區(qū)陰極輝區(qū)陰極暗區(qū)負(fù)輝區(qū)法拉第暗區(qū)正柱區(qū)陽(yáng)極暗區(qū)陽(yáng)極輝區(qū)IE Zn _n +V在正常輝光放電時(shí)的光區(qū)和電參量分布 氣體放電物理基礎(chǔ) 氣體放電物理基礎(chǔ) 正常輝光放電規(guī)律： (1)在正常輝光放電時(shí)，放電僅僅發(fā)生在陰極表面的一部分面積上，隨著放電電流的增大，陰極表面的輝光面積也隨之增大，而在這個(gè)過程中，陰極電流密度 j則保持不變，陰極位降 U也保持常數(shù)。當(dāng)陰極面積全部被輝光覆蓋后，若繼續(xù)增大電流，則陰極位降 U隨之增加，放電轉(zhuǎn)入了反常輝光放電階段。 (2)當(dāng)放電的其他條件保持不變時(shí)，正常輝光放電陰極位降區(qū)的長(zhǎng)度 d隨氣壓 P成反比例變化。即 Pdc＝ 常數(shù) (3)當(dāng)氣壓 P改變時(shí)，放電電流密度 j與氣壓的平方成正比。即 j/P2＝ 常數(shù) 輝光放電的各發(fā)光區(qū)中，發(fā)光強(qiáng)度以負(fù)輝區(qū)最強(qiáng)，正柱區(qū)居中，陰極光層和陽(yáng)極輝光最弱。 PDP的發(fā)光效率不高的原因： 雖然正柱區(qū)的強(qiáng)度不如負(fù)輝區(qū)強(qiáng) ， 但它的發(fā)光區(qū)域最大， 因此對(duì)光通量的貢獻(xiàn)也最大。如日光燈就是利用正柱區(qū)發(fā)光，光效高達(dá) 80lm/W。 而 PDP由于其放電單元的空間通常很?。姌O間隙約 100?m）， 放電時(shí)只出現(xiàn)陰極位降區(qū)和負(fù)輝區(qū)，所以通常利用的是負(fù)輝區(qū)的發(fā)光 。 提高 PDP的亮度和發(fā)光效率的措施之一： 改進(jìn)放電單元結(jié)構(gòu)，采用正柱放電。 氣體放電物理基礎(chǔ) PDP與熒光燈的效率比較 氣體放電物理基礎(chǔ) 氣體放電物理基礎(chǔ) 陰極濺射的規(guī)律 (1) 在低氣壓下，從陰極表面濺射的顆粒以直線向四面八方飛濺。而從平面上濺射出的顆粒在空間的密度呈余弦分布； (2) 隨著氣壓的增加和陰極位降的降低，濺射顆粒在氣體中的運(yùn)動(dòng)就越具有擴(kuò)散的特性。因而隨著氣壓升高，一部分濺射顆粒返回陰極的可能性增加，使陰圾濺射減??； (3)轟擊陰極的正離子質(zhì)量越大，陰極濺射就越嚴(yán)重； (4)不同金屬的濺射能力差別很大。按其抗濺射性增強(qiáng)的次序排列是： Ag， Au， Cu， Pt， Ni， Fe， Al。 氣體放電延遲 從在電極間加上一個(gè)大于著火電壓的瞬時(shí)，到氣體擊穿所需的時(shí)間稱為氣體放電延遲或擊穿時(shí)滯?？偟臍怏w放電延遲由兩部分組成： （ 1）統(tǒng)計(jì)性時(shí)間延遲 ts— 從電極加上電壓的瞬時(shí)到空間出現(xiàn)一個(gè)可引起電子雪崩的電子所需的時(shí)間。它可表示為 N0為空間每秒產(chǎn)生的自由電子數(shù)， p為電子電離原子的幾率。 （ 2）形成性時(shí)間延遲 tf— 從陰極前出現(xiàn)一個(gè)可進(jìn)行電子雪崩的電子起，經(jīng)過多種碰撞過程達(dá)到使氣體擊穿所需的時(shí)間。 01 pNts ?氣體放電物理基礎(chǔ)
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