Федеральное государственное автономное ... - МФТИ

Федеральное государственное автономное Образовательное

Учреждение высшего образования

«Московский физико-технический институт

(национальный исследовательский университет)»

На правах рукописи

НЬЕН ЧАН ЧЖО

РАЗРАБОТКА ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ ДЛЯ

КАТОДОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП С АВТОЭЛЕКТРОННЫМИ

КАТОДАМИ

Специальность 01.04.04- Физическая электроника

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Научный руководитель:

Доктор физико-математических наук, профессор

Шешин Евгений Павлович

Москва – 2019

2

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................................. 3

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ............................................................................ 8

1.1. Теория автоэлектронной эмиссии ................................................................... 8

1.2. Углеродные волокна ....................................................................................... 17

1.3. Способы измерения вольт-амперных характеристик и их особенности ... 28

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА .................................. 39

2.1. Основные технические особенности современных высоковольтных

источников питания .................................................................................................. 39

2.2. Высоковольтные генераторы напряжения с емкостными накопителями

энергии ....................................................................................................................... 48

2.3. Отличительные свойства источников питания для автоэмиссионных

источников света ....................................................................................................... 67

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ........................................ 78

3.1. Источник питания для автоэмиссионного источника света ....................... 78

3.2. Моделирование оптимальной электронной оптики источника света ........ 80

3.3. Катодолюминесцентная пальчиковая лампа ................................................ 84

3.3.1. Конструкция и технология сборки электронного прожектора ........... 85

3.3.2. Вольт-амперные характеристики пальчиковых ламп .......................... 90

3.3.3. Схема управления катодолюминесцентными лампами ....................... 92

3.3.4. Спектрально-яркостные характеристики ламп ..................................... 93

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ......................................................................................................... 96

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ........................................................................................ 96

3

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность и степень проработанности темы диссертации

В современном мире источники света используют повсеместно. Человек

постоянно нуждается в искусственном свете и способах отображения

информации. Создается много современных проектов по световым системам.

На планете есть источники света: например, естественное излучение,

галогеновые, мощные лампы, такие же как люминесцентные лампы, которые

используются в повседневной жизни, светодиоды, которые мы видим на фоне

подсветки на экранах мобильных телефонов и Телевизоры и многие другие. У

каждого источника света существуют свои минусы: не хватает коэффициента

полезного действия, плохой спектр излучения и т.д. Исходя из этого, делаем

вывод, что сейчас как никогда мы нуждаемся в новых разработках в этой

сфере.

Катодолюминесцентные источники света обладают рядом преимуществ,

поэтому их часто применяют в жизни. Многие ученые изучают плоские

дисплеи, католюминесцентные лампы с самоизлучающими катодами. Наиболее

востребованные источники света имеют ряд таких особенностей, как например

способность работать в разных условиях окружающей среды, способность

функционировать при большом разбросе температур, помимо этого также у

них должен быть большой цветовой выбор, стойкость к любым вибрациям, ну

и конечно увеличенный срок службы. В том случае, если мы будем

использовать катод, то католюминисцентный источник света при условии

автоматической модуляции не будет иметь частей нагрева.

Для использования на практике, ученые исследуют автоэмиссионные

характеристики разных материалов. Большую роль в этом играют углеродные

материалы. Изучили уже довольно много видов углеродных источников, в том

числе и углеродные волокна. Даже при достижениях современной науки и

техники углеродные волокна как автокатоды активно применяются и в наши

4

дни. Главными плюсами углеродных волокон являются устойчивость и

прочность автокатодов при условии герметичной эмиссионной установки,

маленькая цена материалов для производства автомобильного каталога.

Автоматические устройства с использованием углеродных волокон в

серии еще не одобрены в настоящее время.

Особую проблему добавляет отсутствие специализированных

высокоэффективных источников питания для электронных приборов с

автокатодами.

Целью диссертационный работы является разработка

катодолюминесцентного источника света пальчикового типа, а также

источника питания для него.

Задачи диссертационной работы

Для того, чтобы достиженичь вышеуказанную цель автор поставил и

успешно решил такой ряд научно-технических задач:

1. определение ключевых характеристик источников питания при условии

применения автоэмиссионных источников света;

2. разработка и изготовление источника питания для

катодолюминесцентной пальчиковой лампы;

3. формулирование основных параметров эффективности катодно-

модуляторного узла и создание проекта оптимальной электронно-оптической

системы для источника света с автокатодом;

4. создание и испытание образцов катодолюминесцентных ламп с триодной

конструкцией и с автокатодом из ПАН-пучка углеродных волокон;

5. создание новых методов для измерения световых и электрических

свойств у катодолюминесцентных источников света.

5

Научная новизна

1. Были рассчитаны подходящие электронно-оптические системы с

автокатодом из пучка углеродных волокон для катодолюминесцентных

источников света триодной конструкции.

2. Созданы способы измерений световых и электрических

характеристик катодолюминесцентных источников света в комплексе.

3. Разработана схема эффективного источника питания для

автоэмиссионного катодолюминесцентного источника света.

4. Предложен трехэлектродный пальчиковый катодолюминесцентный

источник света и исследованы ее характеристики.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Предложенная схема эффективного универсального

высоковольтного источника позволяет питать трехэлектродный

катодолюминесцентный источник света.

2. Электронно-оптические системы с автокатодами, состоящими из

пучка углеродных волокон были разработаны таким образом, что

токопрохождение через управляющий электрод составило больше 98%.

Катодолюминесцентные источники света при управляющем напряжении 1400В

создают равномерное распределение электронного потока, в итоге вся

люминесцентная область анода используется эффективно.

3. Новые комплексные способы измерений световых характеристик на

практике с большой точностью позволяют своевременно реагировать и

фиксировать главные параметры катодолюминесцентных ламп.

Практическая значимость работы

Результаты исследований можно использовать для проектирования

катодолюминесцентных источников света. Новые достижения, которые мы

рассматривали в качестве основного аспекта этой работы, могут быть

использованы в новых инновациях для создания источников света и горячих

точек для них, в том числе углеродного катода.

6

Внедрение результатов работы

Логические методологии и логические следствия постулата могут быть

использованы при формировании российских логических ассоциаций,

занимающихся гипотетической и тестовой работой в области аппаратного

обеспечения вакуума и полевого стока: ИРЭ РАН, ФГУП «Научно-

исследовательский институт« Платан », ФГУП« Научно-исследовательский

институт физических проблем им. FV Лукина, ИОФАН, ФГУП "Научно-

исследовательский институт" Волга ", ФГУП" НПП "Исток".

Апробация работы. Результаты диссертационной работы

докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

1. 14-Я международная балтийская конференция по напылению

атомных слоев (Санкт-Петербург, 2016).

2. Научные конференции МФТИ (Долгопрудный, 2016 и 2018гг).

3. Международная конференция молодых ученых, работающих

области углеродных материалов, Москва,(Троицк, 2017).

4. Международная научно-практическая конференция «Графен и

родственные структуры: синтез, производство и применение» (Тамбов, 2017).

5. 11-я международная конференция «Углерод: фундаментальные

проблемы науки, материаловедение, технология» (Москва, Троицк, 2018).

6. 31st International Vacuum nanoelectronics conference, (Kyoto, Japan,

2018).

7. 20th International vacuum electronics conference. Busan, South Korea,

2019.

Публикации. По теме диссертационного опубликовано 22 печатных

научных работ, из них 2 – статьи в рецензируемых научных журналах,

входящих в перечень ВАК РФ, из них 7 – статей в изданиях, индексируемых в

международных базах данных (SCOPUS), из них 13 – тезисы докладов

российских и международных конференций.

7

Объем и Структура диссертации. Диссертация изложена на 106

страницах, состоит из введения, трѐх глав основного текста, заключения,

списка литературы. Общий объѐм диссертации составляет 106 страниц и

содержит 52 рисунков, 1 таблица и источников литературы из 85

наименований.

Во введении отражается актуальность и степень проработанности

диссертации, формулируются цели, определяется научная новизна,

практическая и теоретическая значимости и положения, вносимые на защиту.

Проводится апробация работы и список публикаций автора теме диссертации.

В первом разделе главы рассмотрены основные технические

особенности современных высоковольтных источников питания. Первая глава

представляет собой обзор литературы, посвященный теории автоэлектронной

эмиссии, свойствам полиакрилонитрильных углеродных волокон, особенности

их формовки, а также способам измерения вольт-амперных характеристикам и

их особенностям.

Во втором разделе главы проведен анализ схем высоковольтных

генераторов напряжения с емкостными накопителями энергий, как наиболее

приемлемых для маломощных автоэмиссионных приборов. Вторая глава

посвящена методике и технике эксперимента. Рассматриваются различные

варианты создания схем высоковольтного питания малой (до 20Вт) мощности.

Определяются основные конструктивные и принципиальные элементы таких

источников и рассматривается механизм их работы.

В третьем разделе главы рассмотрены особенности источников питания

для автоэмиссионных источников света.

В заключении подведены итоги диссертационной работы.

8

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Теория автоэлектронной эмиссии

Явление автоэлектронной эмиссии заключается в испускании электронов с

поверхности проводника в сильном внешнем электрическом поле [1,2].

В отличие от термоэлектронной и фотоэлектрической эмиссии и полевой

эмиссии, возбуждение электронов не требуется. Суть электронного туннеля,

который пересекает потенциальный барьер организма для экономии энергии.

Этот туннель стал возможен благодаря изменению размера барьера при

воздействии внешней зоны [3,4].

Качественный критерий существования автоэлектронной эмиссии можно

вывести из принципа неопределенности Гейзенберга: .

Предположим, что туннелирование электрона через потенциальный барьер

возможно, когда неопределенность импульса р соответствует потенциальному

барьеру высотой , т.е. , а неопределенность в положении равна

ширине барьера: /Ее (Е – напряженность внешнего электрического

поля; е – заряд электрона; m – его масса). Затем из соотношения Гейзенберга

следует, что напряженность электрического поля, необходимая для

автоизлучения, должен быть заказан Е = /hе, где h – постоянная

Планка; е – заряд электрона. Для чистого вольфрама = 4,5 эВ, поэтому Е

5 107 В/см. Порядок этой величины подтверждается более точными расчетами и

опытом.

Классическая теория АЭЭ из металлов Фаулера-Нордгейма в основных

чертах качественно правильно, а количественно достаточно точно (несмотря на

значительные упрощающие предположения, заложенные в физическую и

математическую модели явления) описывает процесс автоэлектронной эмиссии

из металлов [5,7].

9

Любая физическая теория – компромисс между строгой физической

моделью, корректно выбранным методом расчета и возможностью получить

результат наиболее простым способом и в форме, удобной для анализа.

Основные физические предпосылки и упрощающие предположения:

1. в качестве модели металла выбрана зоммерфельдовская модель: газ

свободных электронов в потенциальном ящике, подчиняющийся статистике

Ферми-Дирака;

2. граница раздела металл-вакуум считается идеальной плоскостью –

задача расчета ставится как одномерная, потенциальная энергия U (х) зависит

только от координаты х, внешнее поле является однородным;

3. внутри металла потенциальная энергия постоянна U(x) = const, вне

металла потенциальный барьер образован суперпозицией сил зеркального

изображения и однородного внешнего поля Е

2

4

eU x Eex

x , (1.1)

где е – заряд электрона.

Внешнее электрическое поле используется на поверхности металла, и

препятствие на неметаллическом пределе имеет треугольную форму. В этой

ситуации сила электростатического изображения простирается до самой

высокой точки треугольника, уменьшая рост препятствия. Это известное

влияние Шоттки. При дальнейшем увеличении качества поля E высота и

ширина потенциальной границы становятся незначительными, и новые

физические воздействия становятся преобладающими. Туннель квантово-

механических электронов через потенциальный барьер. В этом и состоит

явление автоэлектронной эмиссии (АЭЭ). На рис. 1.1 приведена энергетическая

диаграмма для электрона вблизи границы раздела.

Модель для вычисления плотности автоэмиссионного тока в основном

аналогична модели для плотности тока термоэлектронной эмиссии, с теми

отличиями, что:

10

В подынтегральное выражение для тока автоэмиссии должен входить

линейный множитель D – прозрачность потенциального барьера,

изображенного на рис 1.1. Прозрачность потенциального барьера D в общем

случае является функцией компоненты кинетической энергии движения

электрона в направлении оси 2

:2

x

p xХ

m , а также параметрические зависит от

напряженности Е внешнего электрического поля и от работы выхода катода

.

Рисунок 1.1. Энергетическая диаграмма для электрона вблизи поверхности

металла в присутствии внешнего электрического поля: 1 – потенциальная

энергия электрона в поле сил изображения; 2 – потенциальная энергия

электрона во внешнем поле; 3 – U(x) – полная потенциальная энергия

электрона при х > 0; 4 – – уровень Ферми; 5 – ноль отсчета энергии выбран в

минимуме зоны проводимости электронов в ящике Зоммерфельда

При таком выборе нуля шкалы энергии, потенциальная функция U(x),

уровень Ферми, энергия электрона, являются положительными величинами.

Работа выхода – это расстояние между уровнем вакуума и уровнем Ферми

равна

11

При выводе формулы тока автоэлектронной эмиссии полагают

температуру T 0, для того, чтобы выделить АЭЭ в чистом виде, исключив

влияние термоэлектронной эмиссии. При таком условии нельзя при

интегрировании заменить квантовую статистику классической (т.е. пренебречь

единицей в знаменателе функции Ферми), как это делалось при выводе

формулы ТЭЭ, а с другой стороны при этом существенно упрощается вид

исходной формулы АЭЭ и последующее интегрирование, поскольку при Т = 0

(точнее при Т 0) функция Ферми представляет собой ступеньку единичной

высоты:

0

0

11  0,при   0

01

T

T

f приX XX

expkT

, (1.2)

Запишем исходную формулу для вычисления плотности тока АЭЭ [8,10]:

3 2 2 2

0

2( , , )

h 1exp 1

2

y z

x x x

x y x

dp spei D E p dp

m p p p

KT m

, (1.3)

Перейдем к цилиндрическим координатам в плоскости yOz

2

y zdp dp dp , (1.4)

где =

— квадрат импульса электрона, параллельного плоскости

границы раздела. Обозначим:

тогда:

,3

0 0

2,

11

x x

x

dei D E d

hexp

kT

(1.5)

Перейдем в формуле (1.5) к пределу, при Т → 0. Подынтегральное

выражение в (1.4), с учетом предельного перехода (1.1) равно единице при

, тогда:

0 , ,3 3

0 0 0

2 2, ,

x

T x x x x x

e ei D E d d D E d

h h

(1.6)

12

Теперь надо записать в явном виде прозрачность барьера D( ),

подставить прозрачность в уравнение (1.7) и проинтегрировать по d ; при

этом следует учесть, что .

Прозрачность барьера. Для вычисления прозрачности барьера на рис. 1.1

по стандартной процедуре необходимо решить уравнение Шредингера, найти

падающую и проходящую волновые функции и вычислить отношение

квадратов их амплитуд

2 2 2

0

2 2.

a a aD илиD

a a

(1.7)

Но уравнение Шредингера с потенциальной функцией U(x) =W-

2 2 2

2  0

2 4

d eW eEx

m dx x

(1.8)

не решается в элементарных функциях. Поэтому прозрачность D следует

вычислять в квазиклассическом приближении (ВКБ-приближение).

Квазиклассическая прозрачность барьера дается формулой

2

1

2

22 ;

4

x

x

x

eD exp m U x dx U x W Eex

x

(1.9)

или

2

1

222

4

x

x

x

eD exp m W eEx dx

x

(1.10)

где пределы интегрирования (точки поворота) – это точки пересечения прямой

= const с потенциальной функцией U (x)=W-

даются выражением

3

12 21 1 .

2 ( )

x

x

W e Ex

eE W

Однако интеграл (1.9) при заданной потенциальной функции U(x) также не

вычисляется в элементарных функциях.

13

Заметим, что если не учитывать в (1.8) силы зеркального отражения, т.е.

«выключить» потенциальную энергию -

, то прозрачность (1.9) для строго

треугольного барьера легко вычисляется элементарным интегрированием и

оказывается равной (для электрона, находящегося на уровне Ферми):

3 28 2

3

mD exp

вЕh

Но при таком пренебрежении теряется важный для наших целей эффект –

закругление и понижение высоты потенциального барьера, которое и

представляет наибольший интерес в автоэлектронных исследованиях. Чтобы

последовательно учесть в коэффициенте прозрачности силы

электростатического изображения Нордгейм ввел в (1.10) вместо х новую

переменную интегрирования 2еЕх/ и после довольно громоздкого расчета

получил выражение для прозрачности барьера:

3

2( )8 2

3

x WmD exp y

h eE

(1.11)

В выражение для прозрачности входит функция (у), полученная

Нордгеймом при интегрировании (1.9). Функция (у) выражается через

специальные функции – эллиптические интегралы I и II рода. Аргументом

функции (у) является величина, зависящая только от работы выхода и

напряженности поля:

в вE

y

(1.12)

т.е. отношение понижения высоты барьера к работе выхода. Если , то

потенциальный барьер полностью снимается. Функция Нордгейма (у) с

хорошей для практических целей точностью аппроксимируется параболой (у)

~ 1 – у2. При подстановке прозрачности (1.10) в уравнение (1.5) получается

выражение:

14

3

2

3

0

8 2  ( )2.

3

x

x x

m Wei exp y d

h heE

(1.13)

Интеграл вида

3

32

2

0 0

8 2 ( )( )

3

x

x x x x x

m Wexp y d exp A W d

heE

также не вычисляется в элементарных функциях. Сделаем приближенную

оценку интеграла (1.11). Заметим, что наибольшее значение энергии в (1.12)

равно . При уменьшении прозрачность барьера D в ( 1.12) резко

(экспоненциально) уменьшается. Сделаем замену: вместо переменной

интегрирования введем переменную . Тогда нижний предел

интегрирования можно заменить на - и с учетом того, что = W -

выражение (1.12) примет вид:

3 30 02 2

3 3

8 2 ( ) 8 2  ( )2 2

3 3w

m me ei exp y d exp y d

h heE h heE

(1.14)

Разложим выражение (ξ- в ряд по степеням ξ в точке ξ = О и

ограничимся только нулевым и первым членами ряда, получим:

33 3 3 1/222 2 2

0

0

( ) 3( ) ( )

2

d

d

(1.15)

При подстановке (1.14) в (1.13) получим:

10 3 2

23

2 8 2 3

3 2

e mi exp y d

h hеE

(1.16)

Здесь в (1.15) переменная интегрирования £ входит в показатель

экспоненты уже только в первой степени и выражение (1.14) элементарно

интегрируется по частям. В результате получим:

15

3

3 2 2

2

8 2

8 3

e E mi exp y

h t y h eE

(1.17)

Здесь функция t(y) возникает в результате интегрирования (1.15) по

частям. Функция t(y) выражается через функцию (у) и равна:

При практических расчетах функцию t(y) можно положить равной

единице.

Выражение (1.15) является основной формулой автоэлектронной эмиссии

формулой Фаулера-Нордгейма. Если измерять работу выхода в эВ, а

электрическое поле – в В/см, то:

2 7 3/2 4

6 6,85 10 3,62 101,55 10

E Ei exp

E

(1.18)

Типичный автоэлектронный эксперимент дает такие значения величин,

входящих в формулу Фаулера-Нордгейма [11,12]:

Автоэлектронные токи имеют очень существенное значение с очень малой

прозрачностью барьера D (порядка 10-10

). При полях Е= 6·107 В/см и = 4,5 эВ,

i 107 А/см

2.

Приведем еще один вариант формулы (1.16), удобный для практических

лабораторных вычислений и обработки результатов эксперимента:

3

2

2 2

10,188 0,297 (y) lg( )

itЕ

E

y

(1.19)

Здесь плотность тока i измеряется в А/см2; Е – напряженность

электрического поля измеряется в В/Å; – работа выхода – в эВ.

Уравнение (1.16) показывает, что излучение поля зависит от

электрического поля так же, как и температура тепловыделения, то есть очень

чувствительна к величине поля. Подобно тому, как в термоэмиссии величина

lg

является почти линейной функцией обратной температуры, т.е. lg

(

) и представляет собой почти прямую линию (прямая Ричардсона), здесь

16

зависимость ln

от обратного поля ln(

) (

) также почти линейная

(прямая Фаулера-Нордгейма).

Небольшое отклонение от прямой связано с наличием экспоненциальной

функции (у) в индикаторе, но обычно в экспериментально исследуемых полях

функция (у) меняется очень слабо.

На практике измеряются, однако, не плотность тока автоэмиссии I и

напряженность поля Е, а полный ток автоэмиссии I и приложенное напряжение

V, которые связаны между собой следующими соотношениями: I = Si, Е = V,

где S – площадь эмитирующей поверхности; коэффициент β называют форм-

фактором автокатода. (или форм-фактором поля). Подставим выражения I = Si,

Е = βV в (1.18). После несложных преобразований получим формулу АЭЭ

также очень удобную для практических вычислений:

3

22

2 210,188 0,297

yI Sln ln

V V t y

(1.20)

Из (1.19) также видно, что зависимость In (I/V2) от 1/V также почти

линейная. В литературе ее тоже часто называют прямой Фаулера-Нордгейма.

По результатам измерения зависимости тока автоэмиссии I от напряжения

между анодом и автокатодом V, в координатах 1/V и In (I/V2) можно

определить тангенс угла наклона прямой и отрезка от этой прямой на оси

ординат, а затем и численно оценить площадь эмитирующей поверхности и

форм-фактор поля. При этом надо знать значение работы выхода <р.

Автоэлектронная эмиссия при ненулевой температуре катода. Для

металлических катодов модель Фаулера-Нордгейма применима и для

комнатных температур. Но при более высоких температурах теория

усложняется. В отличие от эмиссии термоэлектронной , когда в межфазном

металлическом вакууме необходимо учитывать только электроны, энергия

которых превышает высоту потенциального барьера, в случае эмиссии поля все

электроны, входящие в барьер, должны быть приняты во внимание. По сути,

17

все они имеют возможность покинуть металл, но с разной вероятностью

вычисление плотности тока в соответствии с работой поля E, температуры T и

выходного p очень теоретически сложно, так что весь энергетический спектр

электрона разделен на несколько областей и математически внутри каждой

области. Мы рекомендуем применять метод.

1.2. Углеродные волокна

Единственными из всех известных промышленно выпускаемыми

углеродными волокнами, пригодными для создания автоэмиссионных катодов

являются полиакрилонитрильные углеродные волокна различных модификаций

[13,18].Поэтому в этом разделе мы рассмотрим основополагающие

особенности автоэмиссии таких волокон и некоторые новые разработки в этом

направлении [19].

Хорошо известно, что автокатоды из пучков полиакрилонитрильных

углеродных волокон позволили достичь эмиссионного тока до 1-1,5 мА.

Однако попытки увеличить токосъем таких катодов за счет увеличения

количества волокон, составляющих катод, не принесли желаемых результатов.

Это связано с тем, что волокна пучка расположены неравномерно, например,

по высоте и в области конца катода. Такая неравномерность в расположении

волокон создает еще большую неравномерность автоэмиссионного тока с них

вследствие экспоненциальной зависимости тока от напряженности

электрического поля, и некоторые волокна, несущие основную токовую

нагрузку, разрушаются. Образующееся при этом облако плазмы [20]

закорачивает другие эмиссионные центры, в результате чего на катоде

происходит серия электрических разрядов, что приводит в конечном итоге к

деградации катода.

Автоматизация графита с развитой эмиссионной поверхностью позволила

получить эмиссионные токи из катодной области около 1 см2 при 10 мА [21],

по крайней мере, при средней плотности тока 10-2

А/см2.

18

Структура волокна

Полиакрилонитрильное углеродное волокно [22] состоит из тесно

переплетенных фебрильных нитей, длина которых может достигать 1 мкм, а

диаметр 1 – 5 нм. Концевая поверхность волокна, излучающая поверхность

автоматизации, представляет собой комбинацию случайно расположенных

микросистем с различными радиусами кривизны, высоты и состава (рис. 1.2).

Эта структура поверхности является результатом механического

расщепления углеродных волокон, во время которого фибриллы, составляющие

волокна, случайным образом разделяются, образуя серию мелких ступеней.

При подаче напряжения между многими точными шагами всегда есть пики с

наибольшей напряженностью электрического поля. Эти микро выходы

являются начальными центрами эмиссии. Когда напряжение увеличивается,

электрического поля достаточно для автоматической эмиссии и других менее

заметных микросистем.

Рисунок 1.2. Рабочая поверхность свежеприготовленного автокатода из

полиакрилонитрильного углеродного волокна

Первое распределение центра эмиттера на торцевой поверхности волокна

совершенно произвольно и не соответствует даже для областей, находящихся в

непосредственной близости друг от друга, одно и то же волокно связано с

диффузией механических свойств вдоль оси волокна. Этот факт объясняет

большой разброс (на несколько порядков) первых эмиссионных характеристик

автокатодов из углеродных волокон.

19

Температура термообработки

Характеристики автоэмиссионные углеродных материалов существенным

образом зависят от температуры их термической обработки, так как она влияет

на механические свойства, теплопроводность, электропроводимость этих

материалов [22]. Этим объясняется большой разброс значений эмиссионного

тока различных литературных источников, например [23,25].

Измерение предельного автоэмиссионного тока полиакрилонитрильного

углеродного волокна (в данном случае тока эмиссии, который катод стабильно

выдерживает в течение 1 ч) показало, что при увеличении температуры

термической обработки от 1500 до 2600 °C предельный автоэмиссионный ток

увеличивается от 120 до 190 мкА [26] (рис. 1.3). Данная зависимость,

построенная на основании исследования более 40 образцов, носит оценочный

характер, так как у отдельных экземпляров автокатодов эмиссионный ток

достигал 230 – 300 мкА. Однако для надежной работы автокатодов не следует

превышать значений, указанных на рис 1.3.

Рисунок 1.3. Зависимость предельного автоэмиссионного тока с

полиакрилонитрильных углеродных волокон от температуры обработки

Работа выхода электронов. Различные углеродные материалы

(углеродное волокно, природный и технический графит) обладают близкими

значениями работы выхода электронов в пределах 4,75±0,05 эВ [27].

Изменения работы выхода электронов углеродных материалов в широком

20

диапазоне давления остаточных газов, от сверхвысокого вакуума до

атмосферного давления, относительно невелики и составляют несколько

процентов от исходной величины, тогда как для ряда металлов, например

вольфрама, аналогичные изменения составляют несколько десятков процентов,

что обусловливает резкие изменения эмиссионного тока, достигающие

нескольких порядков величины. Последнее очень важно при практическом

использовании углеродных материалов в качестве автокатодов, поскольку это

может объяснить их стабильное и длительное функционирование в различных

вакуумных условиях, включая высокий технический вакуум при давлении на

уровне 10-7

-10-6

мм. Кроме того, особенность изученных углеродных

материалов состоит в том, что их работа выхода электронов сохраняется

практически неизменной после старения их на воздухе.

Срок службы. Испытания на срок службы автокатодов из различных

углеродных материалов показали их высокую долговечность в условиях

высокого технического вакуума [28]. Так, для углеродного

полиакрилонитрильного волокна время наработки составило 7500. ч при

токоотборе 60 мкА, а для пучков волокон – более 500 ч в циклическом режиме.

Многочисленные испытания были проведены для углеродных волокон в

течение 1000 ч в диапазоне токов 20, 50, 100, 150, 200 мкА [29], которые

показали стабилизацию автоэмиссионных характеристик углеродных волокон

при длительной работе.

Рисунок 1.4. Зависимость параметра от тока автоэмиссии: 1 – начальная

характеристика; 2 – после 100ч работы; 3-после 500ч работы

21

Зависимость изменения параметра нестабильности ϛ от тока автоэмиссии

для различных времен наработки приведена на рис. 1.4. Коэффициент

нестабильности определяется за время 5 мин по формуле

2 2( )1

NI I

N

(1.21)

где ̅– среднее значение тока; N – число измерений.

Аналогичная зависимость, выражающая спад нестабильности

автоэмиссионного тока по времени работы для фиксированного тока,

составляет величину менее 2% для полиакрилонитрильного углеродного

волокна. Экспериментальные исследования в отпаянных приборах в целом

подтвердили выводы о хорошей долговечности таких автокатодов [30].

Формовка

Как показал опыт работы [24,31] простое перенесение способов

изготовления металлических автокатодов на углеродные материалы не дает

положительных результатов. Эти материалы требуют обязательного включения

в цикл изготовления автокатодов из углеродных материалов операции

формовки катода [32]. Влияние формовки на распределение автоэмиссионного

тока по поверхности , катода показано на рис. 1.5, отражающем разные ступени

формовки.

Отчетливо видна разная степень диффузии эмиссионных центров, от

которой существенным образом зависит устойчивость работы автокатода.

Другими словами, тот же уровень тока достигается за счет вклада различного

числа центров эмиссии (рис. 1.5, переменный ток), что снижает среднюю

плотность тока в центре эмиссии и, следовательно, вероятность выхода из

строя микрошагов. Физический смысл автоматизированного формования

углеродных материалов, Следовательно, необходимо обеспечить максимальное

количество центров излучения, равномерно распределенных по поверхностным

центрам излучения на поверхности автоматизированного устройства, и внести

примерно такой же вклад в общий ток излучения. Предварительно

22

отформованный катод после разгерметизации вакуумной камеры и экспозиции

его на атмосфере, а затем при последующей откачке камеры до давления 10-6

мм рт. ст. полностью восстанавливал свои эмиссионные свойства [32].

Рисунок 1.5. Эмиссионные изображения автокатода из пучков углеродных

волокон в процессе формовки

В процессе формовки на первом этапе разрушается менее прочный

аморфный наполнитель. В результате выделяется наиболее прочая «скелетная»

основа углеродного волокна. Поверхность излучения каркасного волокна

практически не менялась в течение всего исследования, и усадка фасонного

катодного волокна не могла быть решена. Эти открытия применимы

аналогично другим углеродным материалам.

Воспроизводимость характеристик

Задача формовки вплотную соприкасается с одной из основных проблем,

связанных с практической применимостью автоэлектронных эмиссионных

характеристик в системе таких катодов.

Из анализа структуры углеродных материалов следует, что

геометрическую воспроизводимость формфактора для автокатодов из таких

материалов создать практически невозможно. Поэтому основное усилие

должно быть направлено на получение идентичных вольтамперных

характеристик (при неконтролируемом форм-факторе). Такие характеристики

получаются целенаправленным сдвигом вольтамперных характеристик в более

высоковольтную область до попадания в пределы допусков. Эта операция

обычно осуществляется с помощью вычислительно-управляющих комплексов

23

путем снятия ряда вольт-амперных характеристик для токов, больших

начального значения для формовки, после чего осуществится повторная

формовка автокатода. В итоге ее сильноточная вольт-амперная характеристика

практически не изменяется (в координатах Фаулера-Нордхайма), а в диапазоне

минимальных токов сдвигается для достижения требуемого допуска (рис. 1.6).

Параллельное соединение обработанных таким образом автокатодов

производится полное сложение токов в выходной многоэмиттерной системе,

т.е. в пределах колебаний общий ток равен сумме токов эмиссии каждого из

катодов.

При этом существует оптимальное количество волокон в пучке.

Оптимальное количество волокон в пучке составляет 100 – 200 штук. Чем

выше это число, тем больше онкологических центров взаимодействует,

увеличивая количество клетчатки, увеличивая ток передачи и так далее.

Уменьшение количества волокон приводит к увеличению текущей

аналитической изменчивости и снижению надежности автоматизации [33,35].

24

Рисунок 1.6. Вольт-амперные характеристики автокатодов до формовки

(а); после индивидуальной формовки (б); после смещения характеристик (в)

25

Углеродные нановолокна

В последние годы все большее распространение получают технологии

непосредственного выращивания углеродных волокон на подготовленных

подложках. Как правило, эти методики в некоторой степени аналогичны

методам выращивания углеродных нанотрубок. Поэтому мы приведем лишь

некоторые примеры для обозначения этого большого направления.

Углеродные нановолокна могут быть использованы как автокатоды для

высоковольтных ускорительных устройств с напряжением около 70 кВ [36]. На

подложке из графитовой ткани с помощью катализатора, состоящего из

пластины, были выращены углеродные волокна диаметром 10 мкм и длинной

0,5 мм. Волокна были выращены перпендикулярно поверхности, состоящей из

проводящего углеродного композита, покрывающего углеродную ткань.

Было предпринято соединение тонкопленочной технологии Спиндта с

углеродными волокнами [37]. В этом случае на молибденовый конус

вертикально напыляется волокнообразная углеродная структура. Причем, рост

углеродных нановолокон контролируется посредством эмиссионного тока. Чем

большая длина волокна, тем большее значение эмиссионного тока. Процесс

заканчивается, когда длина волокна составит несколько десятков мкм.

В настоящее время большой интерес проявляется к азотосодержащим

углеродным нановолокнам.

Применять углеродные и азотные материалы в автоматизированных

процессах довольно выгодно. Если заменить атомы углерода на атомы азота, то

это может вызвать повреждения в графитовых слоях в следствии чего

облегчается эмиссия электронов через приложение электрическим полем.

[38,39]. Не менее интересным является тот факт, что азотсодержащие

углеродные нанотрубки и нановолокна химически намного более инертны, чем

чистые. Поэтому на основе углеродно-азотных наноматериалов

автоматизированные процессы адсорбции и десорбции остаточных газов

должны меньше влиять на стабильность работы.

26

Обзор существующих работ показывает, что максимальная концентрация

азота в углеродных нановолокнах составляет не выше 5% [40,42]. Из-за

подобной концентрации плотность структурных дефектов в графеновых слоях

уменьшается, поэтому возможность искажения электронной плотности будет

тоже ниже и из-за этого эффективность излучения станет выше.

Созданные при помощи метода трафаретной печати автокатоды

электронной эмиссии, состоящие из углерод-азотных нановолокон, имеют

довольно высокий уровень стабильности эмиссионных характеристик при

учете определенного времени. Следует заметить, .что долговременная

стабильность автоэмиссионного тока зависит не от свойств самих нановолокон,

а от метода изготовления автокатода, т.е. от прочности соединения волокна с

подложкой.

Углеродные нанотрубки (УНТ) – это наноструктуры, полученные из

прокатанных графеновых плоскостей и обладающие различными интересными

химическими и физическими свойствами, которые широко используются в

биомедицине. Открытие Iijima в 1991 году углеродных нанотрубок с помощью

электронной микроскопии высокого разрешения (HREM) стимулировало

интенсивные экспериментальные и теоретические исследования углеродных

нанотрубок [1]. Углеродные нанотрубки представляют собой аллотропы

углерода, которые имеют наноструктуру, которая может иметь отношение

длины к диаметру более 1 000,000. Теоретические исследования предсказали

захватывающие электронные свойства нанотрубок. Потенциальное применение

углеродных нанотрубок для синтеза нанопроволок было продемонстрировано

[2]. HREM является надежным подходом для характеристики микроструктуры,

и он наиболее подходит для изучения нанотрубок, следует отметить, что

полученное изображение представляет собой двухмерную проекцию

трехмерного объекта [3]. УНТ могут быть конъюгированы с различными

биологическими молекулами, включая лекарства, белки и нуклеиновую

кислоту, чтобы обеспечить биофункциональность [4,5]. Кроме того,

27

ароматическая сеть, существующая на поверхности УНТ, позволяет

эффективно загружать ароматические молекулы, такие как

химиотерапевтические препараты, посредством укладки в стопки.

Универсальная химия углеродных нанотрубок дает возможность широкого

применения в биомедицине [6]. CNT существуют как одиночные (SWNT), так и

многостенные (MWNT) структуры. Они обладают рядом интересных свойств,

таких как высокое соотношение сторон, сверхлегкий вес, огромная прочность

[7], высокая теплопроводность и замечательные электронные свойства от

металлического до полупроводникового [8]. Пока не ясно, какая из этих двух

систем более выгодна: SWCNT обладают дополнительным свойством

фотолюминесценции, которое может быть эффективно применено в

диагностике, в то время как MWCNT имеют более широкую поверхность,

которая обеспечивает более эффективную внутреннюю инкапсуляцию и

внешнюю функционализацию с активными молекулами. Они оба

использовались для разнообразных функций, включая биосенсоры, полевые

транзисторы (FET) и сканирующие зондовые элементы [9].

Преимущества углеродных нанотрубок [10,11]

Биосовместимая, не биоразлагаемая и неиммуногенная природа.

Высокоэластичный характер и возможность

внутриклеточная доставка.

Может проявлять минимальную цитотоксичность.

Выводится с мочой 96%, а оставшиеся 4% с калом.

Сверхлегкий и не ломается во время обработка.

Он имеет открытый конец с обеих сторон, что делает внутренний

доступ к поверхности и последующее включение видов внутри нанотрубок это

особенно легко.

Нанотрубки имеют более длинный внутренний объем по сравнению

с диаметром нанотрубок для захвата.

28

УНТ могут проникать в клетки по спонтанному механизму из-за его

трубчатой и нано-иглой формы.

имеет четкую внутреннюю и внешнюю поверхность, которая может

дифференциально модифицированный для химической биохимии

функционализмами.

Типы углеродных нанотрубок (УНТ):

Углеродные нанотрубки бывают двух типов, а именно:

Одностенные углеродные нанотрубки (ОСНТ)

Многостенные углеродные нанотрубки (MWCNT)

1.3. Способы измерения вольт-амперных характеристик и их особенности

На практике экспериментальную зависимость тока автоэмиссионного от

приложенного напряжения обычно аппроксимируется функцией вида

2 BI A U exp

U

(1.22)

В этом случае прямая линия получается путем построения зависимости

ln (I/ ) от 1/U координат, указанных Фаулером-Нордхаймом.

2

lnI B

AU U

(1.23)

Тангенс угла даст значение параметра B = - B'

, а если тангенс угла

пересечется с осью ординат – то приобретет значение параметра А = ln A'.

Соответственно, при практических исследованиях легко определяются

коэффициенты А и В, а не физические параметры катода , Однако,

учитывая теоретическое уравнение адм полною эмиссионного тока, можно

связать экспериментально определяемые параметры с реальными:

2

;ср

A lnA ln S a

(1.24)

3/2

B B b

(1.25)

29

Следует отметить, что, как правило, невозможно однозначно рассчитать

фактические параметры при определении двух коэффициентов аппроксимации

вольт-амперной характеристики AEC в координатах Фаулера-Нордхайма:

выходной работы, поверхности излучающей поверхности и форм-фактора.

Кроме того, как показано ниже, простой анализ описанного VAC не совсем

корректен при переходе от качественного к количественному анализу.

Измерение вольт-амперных характеристик машин можно проводить при

медленном (ступенчатом) повышении напряжения. Это так называемые

"медленные" вазу. Однако АЭК, изготовленные из углеродных материалов,

характеризуются высокой временной нестабильностью тока эмиссии [44], так

что свойства параметров катода могут существенно измениться во время

измерения. Время измерения не превышает характерного времени для

изменения параметра катода ТС. Для риса. 1.7. Измеряемое свойство дается в

разных режимах. К сожалению, «быстрые» свойства более чувствительны к

недостаткам экспериментального оборудования [45]. Существует несколько

основных причин, приводящих к изменению типа ПAH в координатах

Фаулера-Нордхайма. Давайте посмотрим поближе.

В реальной жизни самый скорый способ измерения характеристик обычно

реализуется следующим образом: после того как управляющий сигнал будет

подан на источник питания значения тока и напряжения смогут быть

измеряться за короткий период времени.

30

Рисунок 1.7. Типичные вольт-амперные характеристики, записанные в

быстром и медленном режиме: а – регулярные координаты; б – координаты

Фаулера-Нордгейма

В устройстве есть емкостный ток. С другой стороны, время измерения Δt

должно быть выбрано из отношения Тостр ≤ ∆t ≤ T, поскольку оно ограничено

характерным временем изменения параметра катода TC. Обычно это время

порядка нескольких секунд, поэтому, если общая оценка в функции около

тысячи периодов измерения составляет миллисекунды. Чтобы удовлетворить

эти потребности, знак должен быть оцифрован с использованием простых

преобразователей в компьютерные (ADCS). Поскольку знак на выходе АЦП

имеет дискретную структуру, в этот момент на подлинный товарный знак

накладываются раздражения.

Как известно, идеальная вольт-амперная характеристика автокатода в

координатах Фаулера-Нордгейма имеет вид прямой (рис. 1.8, а) и описывается

уравнением (1.24).

31

Рисунок 1.8. Моделирование влияния АЦП в качестве ВАХ в

направлениях. Фаулер-Нордхайм: а - совершенная торговая марка; б -

представление дискретизации текущих качеств (шаг АЦП = 0,1 мкА)

Когда сигнал оцифровывается с помощью АЦП, текущий сигнал

дискретизируется, т.е. ток представлен целыми числами, соответствующими

количеству отчетов АЦП. Другими словами, если величина отсчета равна , а

значение тока Iреал, то значение намеренного тока IАЦП:

реал

АЦП

II I

I

(1.26)

где знак обозначает присвоение целой части числа. Учитывая этот факт, мы

получаем идеальные свойства для формы, показанной на рис. 1.8, б.

32

При исследовании характеристик шума АЦП при условии нулевого тока

было отмечено, что показатели АЦП могут показывать разброс в столбце

нескольких образцов.

Во время реального эксперимента при установке анода и катода в

вакуумную камеру или датчик всегда возникают неисправности в контактах

(большие контактные сопротивления или сам катод имеет высокое

сопротивление) и в самом устройстве (утечка тока между анодом и катодом).

Их влияние на контур можно оценить, добавив паразитное сопротивление к

цепи R. Сложение последовательного сопротивления описывает ситуацию, в

которой контакты имеют паразитное сопротивление (рис. 1.9, а). Добавление

параллельного резистора описывает ситуацию, при которой происходит потеря

тока (рис. 1.9, б).

Рисунок 1.9. Учет неидеальности макета прибора: а – учет неидеальности

контактов; б – учет утечек в приборе

В этом случае ясно, что фактические измеренные значения напряжения

и тока IИЗМ отличаются от значений тока IПР и напряжения UПР на приборе.

Дня последовательного соединения можно записать следующие

уравнения:

;

.

ИЗМ ПР ПР ПР

ИЗМ ПР

U U I U R

I I

(1.27)

33

Рисунок 1.10. Моделирование влияния ошибок размещения оборудования

на форму измеряемых объектов в координатах Фаулера-Нордхайма: а – учет

неидеальности контактов (последовательное соединение); б – учет возможных

утечек (параллельное соединение)

Если затем предположить, что зависимость от IPR (UPR подчиняется

уравнению Фаулера-Нордхайма, то фактическая измеренная особенность имеет

форму, показанную на рис. 1.10, а.) График показывает, что VACH отклоняется

от идеала, который мы предполагаем Эта разница важна, даже если

сопротивление контура в коротком замыкании предотвращает повреждение

высоковольтного источника питания, и ясно, что значение этого резистора

должно быть выбрано так, чтобы оно не вызывало значительных искажений

характеристики приходят.

При параллельном соединении получаем

;ИЗМ ПР

ПРИЗМ ПР ПР

U U

UI I U

R

(1.28)

Расчет характеристики в данном случае аналогичен последовательному

соединению. На рис. 1.10; б показан вид реально измеряемой характеристики в

случае влияния утечек.

34

Диаграммы показывают, что потребности измерительного стенда могут

существенно искажать вольт-амперные свойства, что в будущем может

привести к ошибочному вычислению коэффициентов аппроксимации A и B в

координатах Фаулера-Нордхайма. В свою очередь неверная оценка параметров

А и В может привести к неправильному определению причин деградации

катода. Поэтому важно обратить большое внимание корректности

производимых измерений.

Исследования показали, что способность измерять ВАХ машин часто

бывает недостаточной для правильной оценки реальных параметров машин

(площадь излучающей поверхности, коэффициент формы, работа выхода

электрона). Основываясь на анализе литературы [46,47], вычисление этих

параметров на основе измеренных коэффициентов интерполяции A и B)

является непростой задачей, поскольку простая теория Фаулера-Нордхайма не

учитывает изменение формы и длины высоты потенциального барьера в

полевых условиях (только Треугольный барьер учитывается). Все более точная

артикуляция дается для тока полевого разряда в гипотезе Мерфи Гуда;

2 2

2

3 2

exp

Ubv c

a UI S

UUt c

(1.29)

где t, v – спецфункции Нордгейма; с = 3,79469·10 -5

, м

эВВ

Укажите относительное снижение высоты потенциальной обструкции

Uy c

В этом случае уравнение в координатах Фаулера-Нордгейма имеет

следующий вид:

3/22

2 2

bv yI Saln ln

U t y U

(1.30)

35

Это уравнение можно записать в той же форме (1.23), но только теперь

коэффициенты A' и B' зависят от значения поля. Со временем невозможно

отождествить эти числа со значениями, полученными в результате проекции

Экспериментальной кривой вида (1.23).

Рисунок 1.11. Объяснение разницы между коэффициентом аппроксимации

A и предэкспоненциальным множителем в выражении (1.11) с учетом

зависимости коэффициента B от значения поля

Визуальное объяснение различий между этими параметрами можно найти

на рис. 1.11. Представляет собой прямую линию, аппроксимирующую

экспериментальную зависимость, и две прямые линии коэффициентов A' и B',

построенные для двух значений напряжения U1 и U2 (при условии, что

параметр A' не зависит от слабой полевой зависимости). доложите у) Мы

видим, что значения параметров очень разные. Поэтому, если мы хотим

оценить истинные параметры автоматизации, необходим более сложный

анализ.

На практике процедура расчета параметров автоматизации обычно

выглядит следующим образом. Поскольку функция t (y) слабо зависит от

значения поля, эта зависимость опущена и получено уравнение вида:

36

3/2 1

2

b dvB v y y

dv

(1.31)

Введем новую функцию s (у) в видe

1

2

dvs y v y y

dy (1.32)

3/2 Ub

B s c

(1.33)

Зная выражение для коэффициента В, легко найти значение A

2 3 2

2ln ( ) ( ) .

( )

Sa bA v y s y

t y U

(1.34)

Поэтому вместо (1.24) и (1.25) выражения (1.33) и (1.34) должны

использоваться для обработки вольт-амперных характеристик с целью оценки

фактических параметров автоматики.

В качестве пучка или источника холодных электронов полевая эмиссия

применяется в различных вакуумных наноэлектрониках и соответствующих

устройствах, таких как полевой эмиссионный микроскоп (FEM), электронный

микроскоп (EM), просвечивающий электронный микроскоп (TEM),

сканирующий электронный микроскоп (SEM). , атомно-зондовый полевой

ионный микроскоп (APFIM) и масс-спектрометр и др. В последние годы, с

развитием нанотехнологий, многие новые виды наноматериалов используются

в полевой эмиссии, такие как полупроводниковые нанопроводы и углеродные

нанотрубки, что открывает две новые главы полевой эмиссии. Одним из них

является разработка некоторых новых устройств на основе излучения поля,

таких как осветительные элементы на основе излучения поля, дисплеи на

основе излучения поля, датчик на основе излучения поля, радиочастотные

устройства, хранилище информации о излучении поля, устройства

визуализации и. т. п. [1]. Другой стимулирует теоретический интерес к

пониманию поведения эмиссии в полевых условиях этих новых видов

наноматериалов, потому что были экспериментальные доказательства (1.33),

37

которые указывают на кривые вольт-амперного напряжения (IV), нарушающие

Фаулер-Нордхайм (FN) и Шоттки-Нордхайм (SN) теории (1.15). Что более

интересно, некоторые обобщенные формулировки, выходящие за рамки теории

Фаулера-Нордхайма, были предложены для жидкостей Латтинжера и

одностенных углеродных нанотрубок . Понимание поведения полевой эмиссии

не только позволяет нам улучшить характеристики полевой эмиссии для этих

новых видов наноматериалов, но также обеспечивает способ обнаружения

физических свойств новых наноматериалов с помощью полевой эмиссии [6].

Фактически, когда мы сравниваем теоретический прогноз и

экспериментальные данные, мы сталкиваемся с фатальной трудностью [7].

Существует прямой способ сравнить теоретический прогноз и

экспериментальные данные для всех теоретических формулировок эмиссии

поля, потому что все теоретические формулировки эмиссии поля могут быть

выражены только через плотность тока по сравнению с локальным полем на

эмиттере, J (F) , [4,9], но экспериментальные измерения представляют собой

только общий ток в зависимости от напряжения между анодом и эмиттером.

( )thI J f dA

(1.35)

где J (F) - плотность тока, а F - локальное поле на эмиттере, которое зависит от

положения на эмиттере, F = F (A). Однако нет способа измерить область

излучения и локальное поле на излучателе. Экспериментальные измерения

достигаются только для полного тока в зависимости от напряжения между

анодом и эмиттером, а именно lexp = I (V). Локальное поле на эмиттере зависит

от напряжения между анодом и эмиттером. Один вводит коэффициент

преобразования напряжения для оценки локального поля по напряжению

между анодом и эмиттером, F=BV [10,13]. Следовательно, эта

фундаментальная трудность заключалась в блокировании связи между

теоретическим предсказанием и экспериментальными измерениями для почти

Девять десятилетий. Чтобы решить эту проблему, нужно предложить новую

38

теоретическую формулировку, чтобы связать плотность тока непосредственно

с общим током и напряжением между анодом и эмиттером, в котором нам не

нужно измерять площадь излучения и локальное поле.

Целью данной работы является предложение новой формулировки для

непосредственного анализа кривой вольт-ампер на основе экспериментальных

данных без измерения площади излучения и локального поля на катоде. Мы

вводим три безразмерные переменные для определения физических свойств

излучателей непосредственно на основе кривой вольт-ампер. В разделе 2 мы

представим обобщенную теорию Шоттки-Нордхейма в качестве единой

теоретической модели полевой эмиссии, которая может описывать различные

материалы эмиттера в полевой эмиссии. В разделе 3 мы предложим три

безразмерные наблюдаемые для построения формулировки для

непосредственного соединения теоретических переменных с

экспериментальными данными. Мы будем численно анализировать излучение

поля для различных материалов излучателей. Наконец, мы дадим заключение.

39

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Основные технические особенности современных высоковольтных

источников питания

В наши дни существуют новые разработки технологии производства

блоков питания, улучшенные характеристики и улучшенные габариты и

энергоэффективность. В прошлом, другие источники питания часто

использовались и работали при переменном и выходном напряжениях. Теперь

это прошлое. Устройства нового поколения работают на высоких частотах от

20 до 100 кГц, поэтому все старые технологии исчезли на задний план.

При работе с высоковольтными источниками питания нужно всегда

помнить о всевозможных опасностях, поэтому здесь должны действовать

хорошо обученные специалисты, которые знают, как избежать и предотвратить

ту или иную проблему.

Исследования проводятся по двум основным причинам [49,51]:

1. Появление практически новых высокочастотных компонентов с

низкими потерями.

2. Появление самого современного метода резонансного

преобразования энергии.

Например новых компонентов производительности:

• Транзистор, МОП-транзистор, биполярный транзистор (IGBT'LER) В.Е.

Активный метод конвертации:

Параллельный привод с гальванометром (разомкнутая и замкнутая

цепь) и переключателем нулевого символа

Гальванометр, программа, изменение уровня, контроль

произношения

Было обнаружено, что источник высокочастотного переменного тока

имеет много преимуществ по сравнению с рабочей частотой.

40

Маленький и легкий.

Быстрая реакция на все эффекты управления.

Меньше накопления энергии;

Высокая эффективность преобразования энергии.

Особенности технологии

Для контроля выходного трансформатора применяются генератор и

преобразователь, которые создают основу каждого радиочастотного источника.

Разработка источника высокого напряжения обладает много различных

функций, и весь спектра не соответствует для этой задачи. Много

производителей создали свою индивидуальную систему переключения

питания, поэтому их так много в наши дни. Между ними всеми есть

определенные общие черты. Мы используем новые схемы и технические

показатели при проектировании генераторов-преобразователей. Чтобы

емкости 2-го слоя обмотки не отражались и не попали в состав

полупроводникового элемента, необходимо ее расположить отдельно.

Разделить их можно по-разному:

• использование схемы для обратного отклика;

• применение трансформаторов между обмотками маленькой

индуктивности рассеяния;

• автоматический режим в работе с генераторами.

Выбирая технические схемы для генераторов нельзя забывать о

показателе мощности. Например, материал для питания небольшой мощности,

который применяют для генерации фотоумножительной трубки, может

переводить генератор в режим обратного генератора, тогда как источник

питания высокой мощности (например, 1 кВт) является выходным

трансформатором с индуктором. Это лучший способ использования

управляемого преобразователя с питанием. Последовательный резонансный

контур также может быть использован. Трансформатор может представлять

собой блок силовой цепи, включающий в себя резонансный преобразователь.

41

Следовательно, можно утверждать, что правильно сконструированный

резонансный преобразователь может соответствовать следующим требуемым

характеристикам:

1. Возможность отключения питания. Это значительно повышает

эффективность преобразования энергии.

2. Работа с мощной инверторной цепью с синусоидальным сигналом

тока. Уровень радиопомех уменьшается в то же время в результате широтно-

импульсной модуляции.

3. Достижение высокой эффективности при включении питания.

4. Ограничение тока и защита от короткого замыкания при

использовании последовательного резонансного трансформатора.

Технические параметры

Известно, что многие специалисты допускают те же ошибки при

определении технических требований к источнику питания во время

разработки. Они очень требовательны с точки зрения мощности, размера и

нестабильности температуры. Работая над разработкой таким образом, вы

должны тратить много денег, которые, в конце концов, не могут быть

оправданы. Вы также можете снизить надежность таких устройств, поскольку

многие функции, объединенные в одно и то же время, не приносят пользы.

Правильное определение и понимание технических особенностей

Производители часто имеют ограниченные возможности для объяснения

технических характеристик оборудования. Из подобных объяснений вы узнаете

о стабилизации выходного сигнала и его нестабильности, выходном и входном

напряжении и пульсации. Мы знаем, что этой новости может быть

недостаточно для регулярного потребителя. Характеристики разных блоков

питания будут рассмотрены более подробно.

42

1. Входное напряжение

Включение каждой модели характеризуется несколькими факторами. При

этом учитывается, какая энергия используется в определенных обстоятельствах

и сколько энергии подается источником питания. В среднем

высокопроизводительные источники обеспечиваются малой символьной

мощностью (от 1 до 60Вт) и символическим использованием от 2 до 28В, а

также источниками с высоким током и источником аномалии.

Питание постоянным током

Высоковольтные источники питания – не основная часть установки, а

лишь связующая, т.е. они представляют собой узлы основной системы. И

основная система уже имеет источники постоянного тока. Источники питания

постоянного тока в основной системе могут использоваться как источники

питания входного сигнала, которые можно легко соединиться к

высоковольтным источникам питания. Этот высокий тип символьной

мощности является модульным.

Питание переменным током

Присутствует у модулей, которые чаще всего питаются от переменного

тока. Эти модули и высокопроизводительные модули в типичном случае.

Преимущество такого текущего регулирования заключается в том, что любой

источник переменного тока может поддерживать пользователей, которые его

используют. Новые источники в состоянии перекрывать высокие диапазоны

напряжения без применения ответвлений. В то время как большинство

источников питания используют трансформаторы с ответвлениями от обмоток,

чтобы выдержать высокие диапазоны напряжения (180 до 260 В переменного

тока).

2. Выходное напряжение

Проверка блока питания выходного напряжения и стоечной модели

выполняется в широком диапазоне (от 0 до максимума). Текущее выходное

43

значение почти всегда отображается на специальном цифровом или аналоговом

дисплее.

Если они представляют собой модульные источники питания, у них уже

установлено выходное напряжение или очень маленький диапазон значений. В

таких моделях нет измерителей, существуют только контрольные клеммы.

Стоит отметить, что существует определенное правило, согласно которому

выходное напряжение источника питания не должно превышать на 20% того

уровня, который нужен для решения проблемы. Это будет не практично.

3. Выходной ток

Если мы говорим об источниках питания как об нескончаемом ресурсе, то

речь пойдет о больших показателях. Существует определенная схема

ограничения для тока, который может превысить максимальное номинальное

значение выходного тока на 100 – 110%. Поэтому, если идет перегрузка по

току, то происходит отключение всей системы источника питания.

Существует нечто вроде текущего режима стабилизации, который

существует во многих модульных источниках. С помощью пульта

дистанционного управления мы можем контролировать уровень выходного

тока. Когда нагрузка меньше, чем запрограммированное значения, тогда можно

переходить автоматически в режим стабилизации.

4. Пульсации

Пульсации к частоте внутреннего генератора источника и к частоте входного

напряжения источника питания одновременно включены. В высокочастотных

цепях пульсации являются тандемом частот сетевого напряжения и частот,

которые составляют само переключение. Пульсация может быть суммирована

как среднеквадратичное значение, а напряжение ограничивает частоту сети и

частоту внутреннего генератора. Выражение этого значения обычно

представляет собой процент, а обратный отсчет - максимальное значение

выходного напряжения. Различные значения пульсации используются для

разных приложений. Для фотоумножителей или приборов в ядерных

44

исследованиях пульсация должна быть довольно низкой и составлять менее

одной сотой процента. Однако это значение может быть увеличено до

нескольких процентов, если результаты можно будет консолидировать с

течением времени. Существует способ уменьшить уровень высокочастотных

пульсаций, отрегулировав емкость выходного сигнала источника. Обратите

внимание, что сам резервуар должен быть уменьшен в объеме и размере, чтобы

быстро реагировать на удар.

4.1. Пульсации, зависящие от частоты сети питания

Пульсации общего количества увеличиваются, так как частота сети

составляет ее часть. Если источник питания работает на полную мощность, то

сеть и переключение будут одинаковыми благодаря удачному

проектированию. В этом случае схема, основанная на обратной связи с

определенной шириной полосы, и источник пульсаций уменьшается с частотой

линии.

4.2. Пульсации от частоты коммутации

В устойчивых источниках питания мы используем частоту переключения.

Чтобы уменьшить этот показатель, вы можете использовать следующие

методы: Использование дополнительных компонентов фильтра и электронных

схем для подавления пульсаций. При использовании компонентов фильтра

(резисторов или последовательных индукторов) имейте в виду, что управление

задерживается из-за увеличения времени реакции на изменения входных или

выходных параметров. Поэтому условия производителя всегда должны

учитываться для нормальной работы источника.

Мы можем сбалансировать пульсации одних частот за счет других, если

наша конкретная задача не требует высоких значений пульсаций, а небольших

значений. Однако все это следует обсудить с производителем как можно

скорее, чтобы избежать неисправности.

45

5. Нестабильность

На стабильность выходных параметров может повлиять несколько причин:

• Отклонение эталонного напряжения.

• Усилитель контроля изменения напряжения.

• Отклонение коэффициента обратной связи делителя напряжения.

• Измерение тока отклонения сопротивления.

Все эти проблемы связаны с температурой. Правильно выбранные

нестабильности эталонного источника в среднем составляют менее 5-10-6, и

известно, что ошибки, вызванные смещением, можно устранить, выбрав

соответствующий усилитель управления. Исходя из этого, можно сказать, что

основной причиной этой нестабильности является делитель напряжения и

чувствительный к току резистор. Все эти компоненты чувствительны к

изменениям температуры. Следовательно, каждый элемент должен быть

выбран для работы на его энергии и достаточно далеко от горячего узла. В то

же время мы должны помнить, что нагревание источника пищи и,

следовательно, повышение температуры окружающей среды может вызвать

такие проблемы, как: B. изменение делителя напряжения и изменение значения

резистора обнаружения тока. Все это влияет, в частности, на показатели

нестабильности. Решением этой проблемы может быть применение сплиттера с

низкими температурными коэффициентами, но следует рассмотреть высокую

стоимость такого решения.

6. Накопленная энергия

Сила энергии, накопленная в символическом электричестве с высокой

символикой, особенно опасна для рабочих из-за высокого напряжения дорожки

и конденсатора. Высокочастотные источники питания безопаснее, чем

частотные. В конце концов, они используют меньшие значения сглаживающей

способности и, следовательно, могут снизить вероятность смерти от удара

током. Но и здесь может возникнуть проблема - большое накопление энергии

46

параллельно входу. По сравнению с источником питания, который работает на

частоте 60 кГц .

7. Импульсный режим

Согласно некоторым источникам питания постоянного тока, другие типы

источников питания могут использоваться в приложениях с импульсами

большой мощности. Положение энергосберегающего конденсатора не имеет

значения. При зарядке конденсаторов или внешних источников питания

генерируется этот пиковый ток и импульсный импульс. Переключение между

текущим и специальным источником. Импульс нагрузки отличается, но его

можно разделить на следующие 3 типа.

– Чрезмерно слабое сердцебиение (1 мкс ~ 10 мкс);

– более продолжительное сердцебиение (100 мкс за 1 мс);

– Очень продолжительное сердцебиение (от 50 мс до 5 с).

Одно сердцебиение блокирует событие реакции привода, когда

нерелевантные сердцебиения появляются в течение 1 микросекунды со

стандартной частотой повторения от 5 кГц до 500. Тип второй используется для

задач последующих. Пример – конденсатор, который генерирует большую

часть заряда. Для правильной работы в этих приложениях необходимо

изменить цепи выхода и управления. Это было все сделано для обеспечения

надлежащего функционирования и партнерских отношений с клиентами.

Три вида электроэнергии необходимы для средней мощности,

превышающей мощность, рассчитанную специально на относительно

длительный период времени.

Существует ряд медицинских приложений, таких как системы

регистрации, высокотехнологичные лазеры и мониторинг окружающей среды.

Важно, чтобы вы загружали текущие условия, обычно предопределенные и

полностью пользовательские.

47

8. Стабилизация питания

Основа энергетической стабильности определяется как скорость

изменения специальной мощности для данного признака энергетических

изменений в почве, обычно в пределах ± 10%. Если такой регистр не

определен, максимальная мощность и максимальный ток нагрузки указываются

в каждом символе. Значок источника питания обладает самой высокой

стабильностью более 0,005%.

9. Стабилизация нагрузки

Направление нагрузкой определяется символической подачей и

скоростью, а скорость изменения тока в данной нагрузке называется «натурой»

самого высокого тока нагрузки относительно нулевого тока. Общая нагрузка

поддержки символа управления мощностью лучше 0,01%.

10. Динамическая стабилизация

Свойства этой опции при изменениях зарядного тока обозначены

восстановлением правильного символа.

Время ремонта - для зоны стабилизации время нужно в символе. Часть

этого важна в запястье. Например, при сканировании ЭЛТ отображается

устройство отображения видео, которое может вызвать значительные

изменения тока нагрузки.

11. Эффективность преобразования энергии

Источник питания Эффективности преобразования мощности является

мерой выходной мощности по отношению к мощности, показанной на входе. В

процентах эффективность определяется входной мощностью путем деления

выходной мощности путем ее умножения на 100.

12. Вспомогательная сила

Вспомогательная сила нужна многим системам питания в качестве

дополнительной силы воздействия. Для примера возьмем электронно-лучевую

систему, в ней вспомогательной силой будет –катодный луч и плавающая нить.

48

Они могут применятся одновременно, могут отдельно – независимо друг от

друга.

2.2. Высоковольтные генераторы напряжения с емкостными накопителями

энергии

Высоковольтные, как и низковольтные генераторы часто применяют при

создании широко ламп самоизлучения. Также их используют в качестве метода

обнаружения ошибок, чтобы использовать портативные ускорители

заряженных частиц, рентгеновских, а также катодно-лучевых трубок и так

далее [52-52].

Разряд генераторов высокого напряжения стоит понимать в качестве

генераторов, которые создают напряжение выше 1 кВ.

Например, генератор импульсов с высокой символикой, в котором

использован трансформатор, который показан на рисунке 2.1, является

классическим образцом.

Конденсатор С2 и резистор символизируют ожидаемый газовый зазор. Из-

за отказа нижней части разрядника конденсатор в главной обмотке запускается

в прошлом году, а затем что-то происходит. Поэтому мы продолжаем высокое

затухание на выходе символических импульсов до 3…20 кВ трансформатора

Т1.

Однако для защиты от последнего перенапряжения используется

искрозащита в виде электродов.

49

Рисунок 2.1. Схема генератора импульсов высокого напряжения с газовым

разрядником

Рисунок 2.2. Схема генератора высоковольтных импульсов с удвоением

напряжения

Высоковольтный импульсный Генератор T1 состоит из открытого

ферритового сердечника M400NN-3 диаметром 8 и длиной 100 мм (рис. 2.1).

Первая обмотка трансформатора одержит 20 витков МГШВ 0,75мм с шагом

(5...6). Вторая проволочная обмотка с площадью поперечного сечения 0,05 мм.

Они сложены так, что одна обмотка хорошо отделена от другой.

Рисунок 2.2. имеется стандартный генератор с гальванической развязкой

от источника питания. Вторичный символический трансформатор получает

контроль. Это позволяет значению вспомогательной коррекции

скорректировать подачу. Согласно этому результату выпрямитель помещают

50

сверху на пластину C2 конденсатора на нейтральный провод положительного

напряжения.

Рисунок 2.3. Схема генератора высоковольтных импульсов на динисторах

Рисунок 2.4. Схема генератора высоковольтных импульсов с мостовым

выпрямителем

Тот факт, что эффективность этих прототипов и токи переключения ниже,

чем оригинал, не следует упускать из виду.

Вариант сложного генератора импульсов с высоким символом показан на

рис. 2.4. Главный символ протекает через два диода VD1 и VD через мостовой

выпрямитель. Конденсатор генерирует символьную константу приблизительно

300 В. Этот генератор энергии не должен использоваться. Первичная обмотка

(Т1). Цепь вторая проводит импульс напряжения с амплитудой 5 кВ и частотой

повторения 800 Гц лежит в пределах.

51

Цепь дисков рассчитывается по напряжению переключения около 200 В.

Можно использовать диски типа КН102 или Д228.Старый, отслуживший свое

трансформатор от черно-белого телевизора может заменить собой

трансформатор Т1.

Нельзя выбирать количество витков первичной обмотки без учета обмотки

вторичной. В то же время не все зависит от количества витков в обмотке, но

также от конфигурации самого контура, работающего в резонансе.

В таблице 2.1 приведены характеристики различных типов телевизионных

трансформаторов.

Таблица 2.1. Параметры обмоток встроенного линейного трансформатора

высокого напряжения для телевизора

Тип

трансформатора

Число витков Провод R обмотки, Ом

ТВС-А,

ТВС-Б

720 ПЭЛШО 0,1 152

ТВС-70П1 2700 ПЭВ-2 0,05 1400

ТВС-70П2 1800 ПЭВ-2 0,05 800

ТВС-70П2 536 ПЭВ-2 0,12 170

ТВС-70АМ 720 ПЭЛШО 0,1 250

ТВС-90П4 1900 ПЭВШО 0,08 600

ТВС-110,

ТВС-110М

940 ПЭЛШО 0,1 240

ТВС-110А 1000 ПЭВ-2 0,1 250

ТВС-110Л1 1300 ПЭМ-2 0,09 430

ТВС-110Л2 900 ПЭВ-2 0,08 310

ТВС-110ЛЗ 940 ПЭЛШО 0,1 240

52

Тип

трансформатора

Число витков Провод R обмотки, Ом

ТВС-110ЛА 1200 ПЭВ-2 0,1 380

ТВС-110АМ 900 ПЭВ-2 0,08 280

ТВС-110Л4 1290 ПЭМ-2 0,1 410

ТВС-110Л5 365 ПЭМ-2 0,35 6

ТВС-110П2 1650 ПЭМ-2 0,12 500

ТВС-90ЛЦ2,

ТВС-90ЛЦ2-1

1900 ПЭВ-2 0,08 800

ТВС-90ЛЦ4 1904 ПЭМ-2 0,08 800

ТВС-90ЛЦ5 370 ПЭВ-2 0,35 13

ТВС-90ПЦ4 730 ПЭМ-2 0,15 28

ТВС-

90ПЦ11

900 ПЭВ-2 0,14 -

ТВС-

90ПЦ12

715 ПЭМ-2 0,5 27

ТВС-

110ПЦ15

1080 ПЭВ-2 0,14 112

ТВС-

110ПЦ16, ТВС-

110ПЦ18

1050 ПЭВ-2 0,14 102

53

Рисунок 2.5. Электрическая схема генератора высоковольтных импульсов

На рис. 2.5 показана схема двухступенчатого генератора импульсов

высокого напряжения, в котором переключающий элемент изменен на

тиристор. Роль порогового элемента играет газоразрядное устройство

(неоновая лампа), которое выполняет ряд функций: запускает тиристор и

определяет частоту повторения импульсов. Напряжение генератора импульсов,

которое реализовано как транзистор VT1, достигает уровня 150 В.

Прибое переключается при помощи неоновых ламп под разным

напряжением включения. Установка значения переключающего напряжения

тиристора может быть осуществлена путем переключения неоновых знаков,

которые включаются поочередно.

Рисунок 2.6. Диаграмма напряжений на базе транзистора VT1

54

Рисунок 2.7. Схема генератора с пороговым элементом на неоновой лампе

Работая при положительном периоде полураспада источника символов,

конденсатор С1 заряжается при пороге символа тиристора VS1, и неон

захватывается1. VD2 может быть запрограммирован на увеличение высоты

стола с расстоянием между импульсом T1 главного трансформатора и

генератора. Достигните высоты 13-й позиции. Неоновая трубка Высокий

символический ферритовый стержень диаметром 9 м должен иметь длину 100

НН в сегменте 9 и длину 60-70 мм. Сначала идет 0,38 кабеля ПЭЛШО,

первичная обмотка - 30 витков, затем ПЭЛШО – 0,05, а вторичная обмотка -

5500 витков ПЭЛШО. Клейкая лента на изоляционном слое из 800 – 1000

витков инструментов и вторичных инструментов.

Индивидуальные многоступенчатые настройки могут быть введены в

генератор. Для этого необходимо заменить неоновую лампу последовательной

цепи, но можно использовать приемник. Первая версия обеспечивает второй

уровень регулирования. Второе значение составляет максимум 10 или более

(при использовании динамика KN102A с напряжением переключения 20 В).

55

Рисунок 2.8. Электрическая схема порогового элемента

Рисунок 2.9. Изображения высоковольтного генератора с пороговым

элементом на диоде

56

В обычном генераторе можно наблюдать реакции показателями до 10 кВ.

Изменить мы что-то можем при частоте 50 Гц. Диоды V21 D219A (D220, D223)

– пороговые элементы, они функционируют в обратном порядке с увеличением

скорости.

У Т1 трансформаторов нет сердцевины. Его именуют полиэтиленом

размером 8 мм, в нем есть 3 ограждения шириной до 9 мм. В начале поместите

катушку в раствор с парафином. Необходимо наличие трех слоев изоляции и

затем 3x10 нужно выполнить вращение первичной обмотки, VS2, обмотка 0,45

мм.

Благодаря устройству VS1 можно посчитать иные напряжения 150 В. Для

того, чтобы заменить токовые цепинужны лавинные диоды ( на рис. 2.9 и 2.10).

Схема с независимым источником питания гальванического элемента

изображена на рис. 2.10, там показаны два генератора на рис. 2.13. Первый

включает в себя 2 слабых транзистора, второй – на динисторе и тиристоре.

Рисунок 2.10. Схема генератора низкого напряжения питания и ключевой

элемент тиристорного каталога

Транзистор нижнего символа выполняет символьное преобразование с

постоянным символьным импульсом с высокой символикой. Время элементов

57

С1 и R1. Когда силовой транзистор VT1 включен, коллектор VT2 начинает

символически заимствовать. Конденсатор С1 заряжается через резистор R1.

Это представляет основной ток введения VT2, избегает насыщения которого

VT1, генерирует короткое замыкание и VT2. C1 Введение Во-первых,

трансформатор T1 замыкает первичную обмотку.

Увеличение символьных импульсов снимается с вторичного анализатора

T1, запрограммированного путем регулировки конденсатора VD1, C2, и

подается на второй генератор и тиристорную ловушку VS1, VS2 и и каждую

половину положительного срока службы.

C2 конденсатор накопительный символически заряжается до максимума

при символическом изменении заправочной станции VD2. 56 часов (индексное

время раздвижной двери КН102Г).

Управление тиристором VS1 осуществляется при помощи устройства

VS1. Устройства С2 и Т2 необходимы для начальной обмотки через тиристор.

Происходит завершение работы тиристора и конденсатора они начинают

заряжаться.

На вторичной катушке Т2 может возникнуть реакция в несколько

киловольт. Частота равняется двадцати, а импульс значительно больше у

трансформатора на выходе. Символические цепи изменяются и поэтому

конденсатор C2 проходит зарядку. Размер конденсатора позволяет нам

определять, определяет мощность и долготу биения на выходе. Размер

конденсатора С2 оценивается примерно в 1 мкФ.

Трансформатор Т1 выполнен на кольцевом ферритовом притягивающем

центре сорт К10х6х5. Он имеет 540 витков провода ПЭВ-2 с заземленной

ветвью после двадцатого витка. Начало его обмотки связано с транзистором

VT2, конец - с диодом VD1. Трансформатор Т2 изогнут в круг с фокусом из

феррита или пермаллоя с разнесением 10 мм и длиной 30 мм. Круг с внешним

размером 30 мм и шириной 10 мм изогнут с помощью провода ПЭВ-2

толщиной 0,1 мм до полного заполнения края. До максимально возможной

58

намотки делается заземленный отвод, и последняя линия проводов в 30 ... 40

витков скручивается, чтобы отрегулировать защитный слой лакового

материала.

Трансформатор Т2 должен быть пропитан пастой BF-2 или помещен на

фарватер и полностью высушен.

Для активности биений можно использовать транзисторы VT1 и VT2, а не

малую мощность. Тиристор KU101E может быть заменен на KU101G.

Гальванический источник питания с символической батареей менее 1,5,

например, кадмиевые батареи 312, 314, 316, 326, 336, 343,373 или D-0,26D, D-

0,55C и так далее.

Рисунок. 2.11. Символика высших тиристоров представлена

символическим импульсом питающей сети.

Рисунок 2.11. Схема генератора высоковольтных импульсов с емкостным

накопителем энергии и включением тиристора

За время положительного периода полураспада конденсатор C1 набирает

энергию с помощью резисторов R1, VD1. Анализатор T1 имеет заранее

готовую установку. Тиристор VS1 контролирует ток электрода так как был не

открытым.

59

В то время как волна в центре имеет отрицательный характер, диоды VD1

и VD2 не должны быть открытыми. По причине отключения тиристора с

небольшим профилем контроля импеданса (меньше катод, больше контроля

над вспышкой), вспышкой создается ток в контуре, этот контур помогает

открыть тиристор. Вторичная катушка создает новый импульс еще раз, у

конденсатора С1 падает уровень заряда. Во второй раз импульс появляется из-

за вторичной катушки. Поэтому символическая сила всегда гарантирована.

На выходе биполярных устройств генерируется высокое импульсное

напряжение (затухает при разряде основного входного конденсатора).

R1 резистор может заключать из трех параллельных резисторов по 2-3 Ом.

Напряжение в VD1 и VD2 составляет 300 В, а номинальный ток не менее

400В (VD1) и 100 (VD2) в обратном направлении. Изоляционные блоки под

конденсаторы 400 В (VD1) и 100 Б (VD2) более практичны. Тиристор тип ВС1

КУ201К, КУ201Л, КУ202К - КУ202Н. Трансформаторы - Б2Б стартовый керл

(6 В) с крейсера или транспортного средства.

Мы можем применить эту технологию для следующих устройств: ТВС-

110Л6, ТВС-1 ЮЛА, ТВС-110АМ.

Схема тиристорного генератора для импульсов высокого напряжения с

емкостным накопителем энергии показана на рис. 2.12.

60

Рисунок 2.12. Схема тиристорного генератора для импульсов высокого

напряжения с емкостным накоплением энергии

Конденсатор C1 включает в себя очистку генератора,

запрограммированную перемычку VD1-VD1, переключатель управления и

тиристор VS1. Когда устройство включено, конденсаторы C2 и C3

программируют тиристор VS1 без прохождения тока. Символьный максимум

для конденсатора C2 ограничен запрограммированным стабилитроном VD5 9V.

Конденсатор C2 потенциометра R2 через резистор R3 увеличивает символ

заряда, так что управление тиристором VS1 символически включено в

определенное значение, за которым следуют проводящий тиристор и

конденсатор C3. Тиристор VS1 подключается через главный анализатор

нагрузки T1 (под символом). Высокий символический импульс входит и

выходит. Когда тиристор выключен и процесс запущен. Потенциометр R3

регулирует VS1.

Рисунок 2.13. Электрическая схема тиристорного генератора высоковольтных

импульсов с импульсным управлением

61

Рисунок 2.14. Тип управления тиристорным коммутатором

Трансформатор Т1 подключен через 4-иристорный, 4-импульсный

генератор релаксации Массачусетса. Высокочастотная дарсонвализация

«Искра-2» используется в качестве выходного трансформатора Т2. Положение

устройства от 20 до 25 кВ.

Для риса. 2.16 показана возможность подачи импульсов управления

тиристором VS1.

Разработанный в Болгарии трансформатор (рис. 2.15) состоит из двух

ступеней. Разработанный тип (рис. 2.15) в Болгарии состоит из двух частей. Во-

первых, важным элементом введения последнего T1 обмотки T1. Импульс

управления углом VT1 периодически активируется / деактивируется, чтобы

изменить вход или отключить первичный анализатор от него.

62

Рисунок 2.15. Схема двухступенчатого генератора высоковольтных

импульсов

Некоторое напряжение тока присутствует в вторичной замотке, оно будет

больше согласно коэффициенту преобразования. Конденсатор С2 изменяет

данное напряжение, чтобы зарядить VD1 подсоединить основную обмотку к

высоковольтному трансформатору T2 и использовать для создания небольшого

напряжения устройства VS1. Тиристорный триггер - это импульс, который не

позволяет поменять проявление импульса в добавочной обмотке Т1.

В итоге тиристор иногда переходит в активное состояние.

Генератор импульсов с высокой символикой, изображение на рис. 2.16. На

основе машины, содержащей (рис. 2.16) однобитовых транзисторов в качестве

контроллера.

63

Рисунок 2.16. Схема генератора высоковольтных импульсов с

управляющим элементом на однопереходном транзисторе

Символ моста изменяется при программировании VD1 – VD4. Когда

устройство подключено к сети и ограничивает резистор R1, конденсатор

символического пульсатора C1 и зарядный конденсатор выпрямляются. Для

резистора R4 конденсатор C3 должен быть. В то же время, введение

однофазного импульса 1 вступает в силу. Основание устройства проходит

зарядку через резистор R6 и конденсатор С2 применяя параметр дросселя R3

(резистивный элемент R2 и стабилитрон теперь обозначаются как VD5, VD6).

Конденсатор C2 имеет идеальную ценность, а транзисторный переключатель

T1 и компонент VS1 управления тиристором получают биение открытия.

Конденсатор С3 основного витка проходит через тиристор VS1.

Сердцебиение под высоким напряжением, производимое дополнительным

завитком. Повторение этого сердцебиения продиктовано повторением

генератора. Повторяемость параметров схемы генератора через R3, R6 и C2.

Цилиндр машины может быть заменен примерно в 1,5 раза с помощью R6.

Импульс может быть установлен в диапазоне от 250 до 1000 Гц. Кроме того,

температура зависит от решения резистора R4 (в диапазоне от 5 до 30 кОм).

Рекомендуется использовать бумажные конденсаторы (C1,C3) (не менее

400 B). R4 является символическим, как задумано. Как показано, вы можете

использовать тиристор T1, по крайней мере, КУ202Н. Для стабилитронов VD5

64

и VD6 сумма символических элементов управления должна составлять

приблизительно 18 В.

Трансформатор основан на черно-белом телевизоре ТВС-110П2. Они

протираются с каждой существенной точки и 70 витков провода ПЭЛ или ПЭВ

с шириной 0,5 ... 0,8 мм.

Электрическая схема генератора биений высокого изображения (рис. 2.17),

состоящая из конденсатора и умножителя изображения, была изменена (VD1,

VD2 и конденсаторы C1-C4). На его выходе постоянное напряжение 600 В.

Рисунок 2.17. Схема генератора высоковольтных импульсов, содержащая

на однопроходном транзисторе удвоителя напряжения

и генератора пусковых импульсов

С помощью одного транзистора VT1 располагается рядом с компонентом

KT117A. Символический стабилитрон устойчив с базовым элементом (символ

ICO установлен на 15 Б), который является типом параметрического KC515A

VD3. Конденсатор C5 заряжается через резистор R4. Когда символ на

управляющем электроде превышает символьную базу VT1, и конденсатор C5

становится тиристором VS1 на нижнем порте.

В тот момент, когда тиристор включен, конденсаторы от 600 до 620 В, C1-

C4, передают низкое напряжение трансформатора T1, скручивающегося вверх.

Тиристор закрывается, и процедура зарядки / разрядки повторяется с

определенным временем, соответствующим R4-C5. Если часть нагрузочных

65

цепей конденсатора C1-C4 подключена одновременно с включением тиристора,

короткое замыкание резистора R2 ограничено.

Схема преобразователя (рис. 2.18) и ее упрощенная версия (рис. 2.19)

состоят из уровня блокировки сети (уровень помех), электронного контроллера

и высокосимвольного трансформатора.

Рисунок 2.18. Схема генератора высокого напряжения с линейным

каналом

Рисунок 2.19. Схема генератора высокого напряжения с линейным

каналом

На рис. 2.18 показывает следующее: Эмблематический зарядный

конденсатор C3 настраивается через резистор R2 и выпрямитель VD1, чтобы

получить адекватные качества (310 В). Это напряжение проходит существенное

скручивание последнего анода тиристора VS1 и достигает оценки T1.

66

В другой ветви (R1, VD2, C2) конденсатор C2 заряжен. VD символически

разрушает конденсатор C2 электрода управления зарядным тиристором VS1 (от

25 до 35 В) и открывает тиристор VS1.

Конденсатор проходит через тиристор VS1 и открытую первичную

обмотку Sz T1 практически мгновенно. Создайте импульс тока, чтобы изменить

высокий символ на вторичной стороне катушки T1. После разряда

конденсатора тиристор VS1 Sz замыкается и процесс повторяется.

Используя трансформаторный первичный телевизор, снимите верхнюю

часть. Используется новая первичная обмотка с тремя обмотками диаметром

0,8 мм.

Рисунок 2.20. Принципиальная схема двухступенчатого генератора

высокого напряжения с управлением на полевом транзисторе

Высокосимвольный двухуровневый генератор, импульсный

трансформатор выпрямителя RC-цепи, важный тиристорный элемент (семестр),

трансформатор высокого символьного значения и сигнал управления

тиристором (рис. 2.20)

TIP41-KT819A аналоговый транзистор.

Используя опцию T1 VD1-Vd, конденсатор C должен сообщать об

резисторах R5 и S1.

67

При символическом эффекте используются транзисторы в области

управления тиристорами.

Кроме того, вышеупомянутое поведение существенно не отличается.

Низкое напряжение обмотки трансформатора периодически заряжает /

разряжает конденсатор и ослабляет электрические колебания.

Новейшие биполярные транзисторы и полевые эффекты при

контролируемом использовании.

2.3. Отличительные свойства источников питания для автоэмиссионных

источников света

Поскольку для гаджетов с полевой эмиссией, когда все сказано, и для

источников света, в частности, требуется несколько огромное напряжение (5-30

кВ), и все же достаточно низкий катализатор (до нескольких ватт), наиболее

перспективные источники силы зависят от руководящие принципы

высокорецидивных изменений ритма [58-62].

Рисунок 2.21. Схема структуры типового высокочастотного импульсного

преобразователя с питанием от сети переменного тока: 1 – фильтр, 2 –

выпрямительный мост. 3 – силовые ключи, 4 – импульсный высоковольтный

трансформатор. 5 – умножитель напряжения, 6 – фильтр. 7 – цепь обратной

связи, 8 – высокочастотный задающий генератор

Типовая схема такого преобразования представлена на рис. 2.21. Сетевой

фильтр 1 не позволяет импульсным помехам от схемы попасть в сеть, а

диодный мост 2 выпрямляет переменное сетевое напряжение. Полученное

68

напряжение преобразуется в импульсное с частотой обычно 20 – 100 Гц с

помощью задающего высокочастотного генератора 8 и силовых ключей 5, в

качестве которых обычно выступают транзисторы. Импульсное напряжение

изменяется до промежуточного значения трансформатором 4, а далее

умножителем 5 (обычно диодно-конденсаторного типа) доводится до заданной

конечной величины.

При необходимости в выходном каскаде устанавливается конденсаторный

фильтр 6. Цепь обратной связи 7 необходима для стабилизации выходного

напряжения. Источники питания такого типа могут давать необходимое для

катодолюминесцентных источников света напряжение. Однако свойства

автоэлектронной эмиссии диктуют достаточно специфические требования к

характеристикам источника питания, а именно в первую очередь необходимы,

кроме сравнительно высокого напряжения, экспоненциальная зависимость

эмиссионного тока и небольшая его величина. Поэтому создание источников

света, с автокатодами требует специального подхода. Ниже рассмотрены

некоторые примеры технических решений в этом направлении.

Один из первичных источников питания был предложен в [63] (рис. 2.22).

Этот источник содержит высоковольтный выпрямитель 1, кучу 2 (полевой

свет), блок 3 управления, входной резистор 4, усилитель постоянного тока (DC)

5, источник 6 замещающего напряжения.

69

Рисунок 2.22. Автоэмиссионный стабилизатор тока: 1 – высоковольтный

выпрямитель. 2 – автоматическая лампа излучения. 3-блок управления, 4 –

резистор обратной связи. 5 – усилитель постоянного тока, 6 – дополнительный

источник напряжения

Напряжение от высоковольтного выпрямителя 1 подается законно на

полевой свет. 2. Проходящий через него подарок вызывает падение напряжения

на противодействии критическому резистору 4. Это напряжение

противопоставляется и постоянному напряжению установления. 5.

Дифференциальный знак усиливается и поддерживается блоком управления 3.

При этом на блок управления подается напряжение от источника 6 (которым

может быть, например, сетевой трансформатор обмотки). Напряжение

переменное, усиленное блоком управления 3, питается от прогрессирующего

повышающего трансформатора высоковольтного выпрямителя 1. Величина

этого напряжения зависит от размера знака от постоянного тока.

Наиболее часто предлагаемая весьма эффективная, на наш взгляд, схема

управления источником полевой эмиссии, транзисторный регулятор тока

автоматизирован [64,65]. Источник света содержит токоввод, припаянный к

обечайке, люминесцентный экран, модулятор-автомат, установленный на

токовводах. Источник света имеет блок управления эмиссионным током,

состоящий из резистора и высоковольтного транзистора с заземленным

эмиттером.

При включении источника света на экран и модулятор подается

постоянное напряжение соответственно 5-6 кВ и 1,8-2,0 кв. Регулировка

70

источника тока производится путем подачи управляющих напряжений на базу

транзистора. При выбранном соотношении параметров источника света и блока

управления включение и полное выключение источников света происходят при

изменении управляющего напряжения на базе транзистора в каскадах 0,5-1,0 В.

снижение управляющих напряжений позволило улучшить эксплуатационные

характеристики и повысить КПД устройств на основе электронных источников

света [66-68].

Управление может осуществляться как постоянным, так и импульсным

[69] напряжением. При этом импульсный режим может быть

предпочтительнее, так как при этом минимизируется нагрев люминофора, что

повышает световую эффективность источника света, снижает

энергопотребление и увеличивает срок службы лампы.

Дальнейшее усовершенствование источника питания для

автоэмиссионного источника света описано в [70]. В предлагаемой

конструкции сетевого напряжения выпрямитель выдает постоянное

напряжение порядка 300 в, которое в преобразователе с помощью

генерируемого напряжения имеет частоту около 100 кГц преобразуется в

постоянное напряжение 3 кв. В этот момент шумовой инвертор преобразует это

постоянное напряжение в переменное напряжение с частотой, превышающей

800 Гц. Резонансный инвертор управляется широтно-импульсным

модулированным напряжением.

Напряжение повышается до 10-25 кВ высоковольтным умножителем и

подается на автоэмиссионный источник света. Керамический конденсатор

используется для фильтрации напряжения, полученного от преобразователя.

Общее управление источником питания осуществляется микропроцессорным

блоком, обеспечивающим необходимый уровень выходного напряжения,

поддерживая необходимые значения параметров преобразователя и инвертора.

Обратная связь выходного напряжения с этим блоком управления

71

осуществляется с помощью делителя напряжения в высоковольтном

умножителе.

Кроме того, микропроцессорный блок управления может контролировать

уровень освещенности лампы, адаптируя его к текущему уровню окружающего

освещения. Блок управления может включать в себя интерфейс для приема

внешнего управляющего сигнала.

Резонансный источник питания представлен в [71]. Для создания

резонансного контура используется индуктивность, которая может быть

подключена к лампе последовательно или параллельно.

В работе [72] предложена схема питания автоэмиссионной лампы без

транзисторов. При этом источник питания, помимо стандартных элементов для

таких устройств, как выпрямитель и инвертор. существует серия

трансформаторов. Переменное напряжение от инвертора подается на

первичные обмотки трансформаторов, соединенных параллельно.

Вторичные обмотки трансформаторов, соединенные последовательно,

производят высокое напряжение, необходимое для работы эмиссионной лампы.

Количество трансформаторов определяется рабочим напряжением

автоэмиссионного источника света.

Однако данная схема, несмотря на свою простоту, имеет достаточно

большие габариты – ее можно использовать в основном для ламповых блоков,

которые используются в государственных учреждениях, таких как вокзалы,

аэропорты, крупные биржи и т.п.

Некоторая модернизация источников питания для обеспечения работы

нескольких ламп, например в потолочном или настенном светильнике, описана

в [73], где предложен такой же, но современный способ управления

потенциалом модулятора для параллельной работы большого количества ламп.

Все параллельные схемы и подходы к решению задачи оптимального

питания катодолюминесцентных эмиссионных ламп, конечно же, не

ограничиваются описанными выше.

72

Другой вариант резонансного источника питания для автоэмиссионных

катодолюминесцентных ламп, совмещенный с однопроводной линией,

приведен в [74].

Сетевое напряжение подается на вход фильтра, затем через конденсаторы

на низковольтную обмотку высокочастотного резонансного трансформатора.

Низкопотенциальный выход высоковольтной обмотки заземляется через

конденсатор. Высоковольтная обмотка высокочастотного резонансного

трансформатора соединена однопроводной линией с лампами, имеющими

естественную мощность по своему высоковольтному выходу. Это обеспечивает

подачу электрической энергии к лампам.

Прибор электроосвещения работает следующим образом. Электрическая

энергия от источника переменного тока, который протекает через сетевой

фильтр, увеличивается с помощью высокочастотного резонансного

трансформатора напряжения, и возникают резонансные колебания тока и

напряжения в первичной и вторичной обмотках и в однопроводной линии с

частотой 1 – 100 кГц, равна частоте переменного тока на выходе

преобразователя частоты.

Поскольку однопроводная линия открыта для обмотки, между током и

напряжением в ней имеется фазовый сдвиг на 90°. Текущая фаза составляет 90°

перед напряжением и заряжает емкость однопроводной линии, лампы и

собственную емкость.

Электромагнитная энергия в виде потока тока и напряжения мигрирует от

клеммы с высоким потенциалом вдоль линии, проходящей через лампы, к

своим собственным более низким потенциальным емкостям. Это результат

деления потенциала линии по отношению:

11 9

11

a c

a c

C

C C

,

где Φ11 – потенциал изолированного проводящего тела, имеющего

естественную емкость относительно земли в вольтах: Φ9 – емкость

73

однопроводной системы освещения в вольтах; Сa-c – (емкость катодного

затвора с анодом) Флуоресцентный излучатель света в Фарадах; C11 – емкость

изолированного проводящего тела относительно земли в Фарадах.

Вследствие потребления электрической энергии в резонансном режиме и

использования катодолюминесценции в качестве светоизлучающего механизма

для создания катода электронного пучка используется энергоэффективный

механизм для переноса заряда посредством туннелирования электронов,

которые проходят потенциальный барьер поверхности эмиттера и передают

энергию лампе через один провод Линия с низкими потерями в проводнике,

система электроосвещения работает с высокой эффективностью 80% -90%.

Кроме того, если на лампу подается питание через одножильный кабель,

возможность короткого замыкания исключается, поскольку, в отличие от

проводников в обычной электрической сети, нет проводников, между

которыми существует разность потенциалов.

Источник питания для источника света с полевым излучением

В настоящее время источники питания широко используются в

электронике и других современных технологиях. Для полевых эмиссионных

устройств из углеродных материалов требуются специальные источники

питания, основные характеристики которых обсуждаются в данной работе.

Блоки питания для устройств с полевой эмиссионной катодами из углеродных

материалов должны быть небольшими по размеру, иметь высокую

эффективность и быть способными интегрироваться в устройство. [1]

Современный блок питания для полевых эмиссионных устройств

включает в себя, как правило, следующие компоненты:

– устройство управления;

– резонансный инвертор;

– фильтр;

– конденсатор, подключенный к выходу инвертора;

74

– умножитель напряжения, содержащий необходимое количество

диодов и конденсаторов для получения желаемого напряжения.

Мы разработали и собрали блок питания для лампы с общими

параметрами освещения:

– выходное напряжение;

– 10;

– выходная мощность 10 Вт.

Этот источник был успешно протестирован с лампой. По результатам

испытаний теперь планируется ревизия исходного кода до партии.

Ввиду вышеупомянутых и других недостатков предшествующего уровня

техники общей целью настоящего изобретения является обеспечение

улучшенного источника питания для источника излучения с полевым

излучением.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения обеспечивается

источник питания для источника света с полевой эмиссией. Источник имеет

преобразователь постоянного тока, запрограммированный для получения

источника постоянного тока с первой стадией напряжения на входе

постоянного тока. Второй уровень напряжения выше, чем первый уровень

напряжения, резонансный инвертор содержит трансформатор. А резонансный

инвертор соединен с выходом преобразователя постоянного тока и

сконфигурирован для подачи пульсирующего сигнала на первой частоте,

имеющей третий уровень напряжения. Третий уровень напряжения выше, чем

второй уровень напряжения, и умножитель напряжения, выпрямляющий

пульсирующий сигнал в постоянный ток на четвертый уровень напряжения.

Аналогично, четвертый уровень напряжения выше, чем третий уровень

напряжения, причем умножитель напряжения содержит пару выходных клемм

для подключения к источнику света с полевой эмиссией, в котором источник

питания дополнительно содержит блок управления для управления

резонансным инвертором на основе (например, ток и / или напряжение)

75

обратной связи, относящиеся к работе источника света с полевой эмиссией,

обеспечивают от умножителя напряжения.

Настоящее изобретение основано на понимании того, что путем введения

блока управления, соединенного, например, с. умножитель напряжения

(обычно содержащий множество ступеней диод-конденсатор) и резонансный

инвертор, сигналы обратной связи, предоставляемые, например, от умножителя

напряжения, могут использоваться для более плавного управления

подключенным источником света с полевой эмиссией. В частности, при работе

с приложениями высокого напряжения, например, введение скачки напряжения

могут эффективно ограничивать срок службы источника излучения с полевой

эмиссией, даже непосредственно "перегорая".

Кроме того, посредством введения блока управления можно будет

обеспечить как визуально, так и для видеозаписи приемлемо малую временную

вариацию светового выхода, как входной уровень инвертора напряжения

бедренной кости, напряжение умножителя напряжения, отводимое на удобной

стадии, так и входные и выходные токи умножителя напряжения могут быть

дискретизированы. Простое регулирование выходного тока умножителя может

быть невозможным из-за временной задержки, вызванной конденсаторами

умножителя напряжения. Вместо этого может использоваться управление на

основе алгоритма частоты инвертора высокого напряжения и, следовательно,

выходной мощности. Алгоритм может быть использован для исправления

любой нелинейности выборочных значений, то есть с использованием

справочных таблиц.

Затемнение лампы может дополнительно усложнить регулирование,

поскольку диапазоны регулирования частоты и входного напряжения могут

быть слишком ограничены, чтобы обеспечить желаемый диапазон затемнения.

Как будет описано далее, в соответствии с вариантом осуществления может

использоваться двухпозиционная модуляция высоковольтного инвертора, все

еще отвечающая требованиям к изменению светоотдачи.

76

Кроме того, следует отметить, что реализация, обеспечиваемая

изобретением, размещает резонанс цепи на вторичной стороне трансформатора,

по сравнению с обычным случаем, когда резонанс цепи присутствует на

первичной стороне трансформатора.

Предпочтительно прием источника постоянного тока на первом уровне

напряжения обеспечивается в виде сигнала выпрямленного напряжения от

источника питания. То есть в одном примере питание от сети обеспечивается

при 90-140 В переменного тока (RMS) при 60 Гц, или в другом примере при

190-270 В переменного тока (RMS) при 50 Гц, которое затем выпрямляется

(например, двухполупериодное выпрямление). что приводит к получению

рифленого сигнала постоянного тока, имеющего средний уровень напряжения,

который немного меньше среднеквадратичного уровня напряжения сетевого

источника питания, как показано выше. Соответственно, источник питания

может дополнительно содержать выпрямитель, такой как выпрямитель, для

обеспечения двухполупериодного выпрямления.

В контексте применения первый уровень напряжения соответствует

варианту осуществления этого выпрямленного источника питания. Однако

источником постоянного тока также может быть по существу постоянный

источник постоянного тока, где возможно может быть наложен управляющий

сигнал с постоянным сигналом, принятым блоком управления для управления

источником питания.

Кроме того, второй уровень напряжения выше первого уровня

напряжения. В контексте приложения это следует интерпретировать как

среднее значение второго уровня напряжения, превышающее среднее значение

первого уровня напряжения. Как правило, в случае обеспечения переменного

сетевого питания, второму уровню напряжения может быть разрешено

пульсация, возможно, с пульсирующим напряжением до 100 В.

Предпочтительно, чтобы второй уровень напряжения мог быть установлен не

более 700 В.

77

Кроме того, как обсуждалось выше, резонансный инвертор обычно

выполнен с возможностью подачи пульсирующего сигнала на первой частоте,

имеющей третий уровень напряжения, причем третий уровень напряжения

выше, чем второй уровень напряжения. В контексте применения первая частота

может быть выбран из диапазона частот от 0 до 200 кГц.

Предпочтительно, третий уровень напряжения составляет около 1 кВ с

пиковым значением около 3 кВ, чтобы обеспечить экономически эффективные

сухие изолированные трансформаторы.

Кроме того, умножитель напряжения выполнен с возможностью

обеспечения постоянного тока на четвертом уровне напряжения,

предпочтительно не превышающем 10 кВ (в примерном варианте

осуществления). Однако, конечно, возможно и в пределах объема изобретения

обеспечить сохранение четвертого уровня напряжения на еще более высоком

максимальном уровне напряжения, например свыше 15-25 кВ.

ШИМ-управление резонансного инвертора предпочтительно достигается с

учетом частоты питающей сети. Возможно, и в отношении частоты сети 50 Гц

(которая фактически удваивается после двухполупериодного выпрямления),

базовая частота ШИМ может поддерживаться на предварительно определенном

кратном значении для уменьшения колебаний на основе частоты сети. В

варианте осуществления Например, базовая частота ШИМ выбрана в пределах

примерного диапазона 600900 Гц, предпочтительно 800 Гц.

78

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

3.1. Источник питания для автоэмиссионного источника света

Разработанный источник питания предназначен для питания

разработанных нами источников света с автокатодами из углеродных волокон.

Принципиальная схема источника представлена на рис.3.1. [75-77].

Питание источника осуществляется от сети 220В (50гц). Выходное

напряжение с помощью делителя С3, С17, и стабилитрона Д2 преобразуется в

напряжение около 20В, которое подается на высокочастотный (60кгц)

генератор. Генератор выполнен на транзисторе Q1 с соответствующими

конденсаторами и резисторами. Высокая частота преобразования позволяет

существенно уменьшить габариты усиливающего трансформатора.

Выходной трансформатор кручения с напряжением подается на автокатод

(- 1,5 кВ) и на умножитель напряжения, выполненный на конденсаторах C5-

C16 и диодах D5-D16.

Выходное напряжение составляет 10кВ, а ток до 300мкА.

Внешний вид источника показан на рис.3.1, а.

79

А Б

Рисунок 3.1. А – Внешний вид изготовленного питания со встроенной

автоэмиссионной лампой, Б – Принципиальная схема разработанного

высоковольтного блока питания для автоэмиссионных источников света

Трансформатор:

-обмотки

L1-140 витков 0,14мм

L2-5витков 0,14мм

L3-600витков 0,14мм

Сердечник – ферритовое кольцо ЕЕ16 или ЕЕ25 с диэлектрическим

зазором ~0,5мм.

Q1-MJE13003

R1-82k, R2-560k, R3-33

R4-33, R5-10k

C1, C2, C4, C7-2п {

С5, С6,÷С16-1п

80

С3-10мF

C17-3мF

D1-UF3007

D2-B6V8

D3, D4-UF-4007

D5÷D16-UF-4000

Выходы:

1-автокатод

2-модулятор

3-анод

3.2. Моделирование оптимальной электронной оптики источника света

Чтобы решить и одобрить каждое из разделений между терминалами (рис.

3.2), имитировали электронно-оптический световой каркас, включая

потенциальное распространение и электронные круги.

Рисунок 3.2. Выбор геометрических параметров электронно-оптической

системы лампы: D – диаметр диафрагмы для управления электрода

(модулятора), L – расстояние от модулятора до люминесцентного экрана анода,

Н – глубина катода автоэмиссионного поля

81

Мотивация отображения электрооптических каркасов заключается в

выборе геометрических параметров (D - ширина зазора управляющего

терминала, L - хорошие пути от модулятора до флуоресцентного экрана анода,

H - глубина катода поле эманационного поля) электронного переднего света,

отвечающего сопутствующим потребностям:

– Следует соблюдать осторожность, чтобы гарантировать, что ток,

подаваемый катодным потоком, полностью направлен на анод. (текущий

коэффициент передачи - IА / Ik 100% должен быть более заметным, чем 98%);

– важно для всех целей и задач противодействовать проникновению

электронов на вертикальную массу внутренней поверхности рассеянного

стекла;

– для жизнеспособного использования тока полевого разряда важно

гарантировать наиболее равномерную передачу движения электронов по

внутренней поверхности абажура с сохранением люминофора.

– важно гарантировать наиболее экстремальную оценку

управляющего напряжения (на модуляторе) при степени ниже 1500 В при

катодном (или анодном) токе IK = 100 мкА и анодном напряжении UA = 10 кВ;

– Чтобы гарантировать высокую сложность рабочего освещения,

также важно, чтобы при нулевом потенциале на модуляторе (или при

небольшом положительном потенциале) отсутствовал ток излучения поля (IK =

0 мкА).

Рассчитываем полный ток автоизлучения от катода и моделируем

траекторию движения электронов из области излучения к флуоресцентному

аноду. Описанная процедура моделирования была выполнена для каждого

набора параметров D, L, H в пределах их значений.

Из-за ограничений, связанных с электрическим качеством света, диапазон

разнообразия вышеуказанных геометрических параметров при отображении

был следующим:

82

D - [0,5 - 5 мм] на стадии 0,5 мм,

L - [3-15 мм] на этапе 1 мм,

H - [0-2 мм] со ступенью 0,1 мм.

Демонстрируя электронно-оптический каркас с каждым расположением

параметров, можно было получить идеальное расположение параметров D, L, H

электронного огнестрельного оружия, которое удовлетворяло вышеуказанным

определениям.

Для риса. 3.3 и на рис. 3.4 демонстрирует последствия отображения

электронной фары с идеальным расположением параметров. Идеальными

оценками этих параметров были: D = 4 мм, L = 7 мм, H = 1 мм.

а б

Рисунок 3.3. Расчетная модель электронно-оптической системы нового

электронного прожектора с автоэмиссионным катодом из пучка углеродных

волокон (UA = +10 кВ, UM = +400 В, Uk = 0 В): а – расчетное распределение

электрического потенциала в межэлектродном пространстве; б – расчетные

траектории движения электронов

83

а б

Рисунок 3.4. Расчетная модель электронно-оптической системы нового

электронного прожектора с автоэмиссионным катодом из пучка углеродных

волокон (UA = +10 кВ, UМ = +1200 В, Uk = 0 В): а – расчетное распределение

электрического потенциала в межэлектродном пространстве; б – расчетные

траектории движения электронов

Полученные результаты дают нам уверенность в том, что электронный

прожектор отвечает всем существенным предварительным условиям для

видеобрикетов (тестирование сбора катодного модулятора в соответствии с

параметрами устройства в основном подтверждает это).

84

3.3. Катодолюминесцентная пальчиковая лампа

На основе результатов моделирования электронно-оптической системы

разработан прототип катодолюминесцентной пальцевой лампы с

оптимизированной электронно-оптической системой (рис. 3.5). Модель

катодолюминесцентного источника света представляет собой вакуумный

триодный источник света с электронным огнестрельным оружием и экраном,

на который наносится люминофор.

Рисунок 3.5. Прототип пальчиковой лампы

Принципиальной электронно-оптической структурой созданной модели

катодно-люминесцентного света с автокатодом является катодно-

модуляторный сбор (КМУ), состоящий из катода полевого стока,

изготовленного из полиакрилонитрильного углеродного волокна [78], и

тянущего анода (модулятора), выполненного в виде металлический желудок.

85

Структура света была спланирована таким образом, чтобы большая часть

затраченной энергии была разряжена на аноде.

3.3.1. Конструкция и технология сборки электронного прожектора

План сборки катода-модулятора представлен на рис. 3.6. Катод-модулятор

в сборе состоит из сопутствующих компонентов: ступенчатой камеры

модулятора (1), проставки (2), катода из стекловолокна (3), стеклянного кольца

держателя катода (4), задней контактной оболочки (5), задней массы кольцо (6).

1

2

3

4

5

6

1 2 3 4 5 6

Рисунок 3.6. Основные элементы катодно-модуляторного узла:

1. Штампованный модулятор, 2. Спейсер, 3. Катод (остеклованный пучок

углеродных волокон), 4. Капилляр держателя катода (стеклянное

кольцо), 5. стекло С-93, Цилиндр обратного контакта, сталь 47НХР,

6.Заднее прижимное кольцо

86

Изготовление автоэлектронных катодов производилось из стеклованных

пучков углеродных волокон. Стеклованные пучки углеродных волокон

нарезаются на заготовки требуемой длины (рис. 3.7, а).

8

2

пучок углеродных волокон

остекловка

8

2

а б

8 2

игла

6

2

2

в г

д е

6 1

лезвие

6 0,6

ж з

Рисунок 3.7. Техника изготовления катода

87

Свободный торец заготовки шлифуют алмазной иглой (рис. 3.7). Затем

волокно проталкивают через иглу на 2 мм в направлении полированного конца

(рис. 3.7). Затем заготовку измельчают до длины 2 мм (рис. 3.7, г) и промывают

в этаноле. После мытья выступающий пучок волокон (излучающая

поверхность) освобождается от разорванных волокон путем механической

обработки иглой (рис. 3.7, д, е).

Волокно проталкивается к свободному концу с целью, чтобы волокно

выступало на 1 мм с двух сторон. В этот момент растягивающееся волокно,

которое не подвергалось механической очистке иглой, обрезается (рис. 3.7, ж).

Оставшееся выступающее волокно глубоко вдавливается в заготовку с целью

растягивания зачищенного волокна на 0,6 мм (рис. 3.7, з). Капля аквадага

наносится как можно дальше с сырым волокном (рис. 3.8), и заготовка

высушивается на воздухе.

пипетка высохший аквадаг

аквадаг

Рисунок 3.8. Нанесение аквадага на торец

88

В сборке катода-модулятора для фиксации катода используется

катододержатель, который состоит из стеклянного кольца (стекло C-93) и

задней контактной оболочки (сталь 47HXP). Держатель катода прикреплен к

уникально изготовленной доске из стеклобетона (рис. 3.9). В конструкции

держателя имеется отверстие, которое предотвращает проливание на

стеклянную поверхность, когда она прибирается в катодных распылителях во

время работы.

обечайки заднего 

контакта

стеклоцемент

стеклянное кольцо

а б

Рисунок 3.9. Схема держателя катода: а – изображение,

б – панель для отжига стеклоцемента

Материалы держателя были необычайно выбраны со сравнительными

коэффициентами теплового расширения. Укрепление стеклобетона

осуществляется по уникальной программе. Чтобы воспроизвести это действие,

был создан гаджет для микрочипа, который контролирует теплые состояния

нагревателя, как указано в определенных проектах (рис. 3.10). Оболочка

позволяет поддерживать заданную температуру с точностью до 0,5 ° C и

заданной скоростью нагревания.

89

Power

Supply

1

2

3

4

Рисунок 3.10 Схема управления режимами печи:

1 – Печь, 2 – Термопара, 3 – Микропроцессорное устройство, 4 –

Источник питания печи

После того, как держатель сделан, катод приклеен в держатель. Катод

встроен в держатель и загружен коллоидным графитом (аквадаг) в необычную

плату учреждения. Aquadag дает волоконный контакт с задней контактной

оболочкой, к которой контакт приваривается с помощью точечной сварки

(рис. 3.11). Далее держатель с катодом встраивается в модулятор и с

помощью зажимного кольца фиксируется в модуляторе (рис. 3.12).

Рисунок 3.11. Держатель с катодом и узел закрытого типа

90

Рисунок 3.12. Собранный контактом после сборки

3.3.2. Вольт-амперные характеристики пальчиковых ламп

Для каждого источника света были взяты 4 вольт-амперные

характеристики из тестовой группы (зависимость тока полевого излучения

катода от напряжения на модуляторе принималась при фиксированном

напряжении на аноде UA = 7, 8, 9, 10 кВ). На рис. 3.13 демонстрирует вольт-

амперные характеристики всех катодолюминесцентных ламп испытательного

пучка при анодном напряжении UА = 10 кВ.

91

Рисунок 3.13. Вольт-амперные характеристики лампы из тестовой партии.

Зависимость автоэмиссионного тока IК катода от напряжения на

управляющем электроде UМ при напряжении на аноде UA = Ю кВ

Сразу же, вольт-амперные характеристики светопропускающих пальмовых

фонарей от испытательного кластера (рис. 3.13.) Находятся в управляющем

напряжении UM [IK max = 100 мкА] <1500 В.

Кроме того, вольт-амперные характеристики катодолюминесцентных ламп

не являются односторонними в область отрицательных управляющих

напряжений, однако, несмотря на то, что можно ожидать, с определенным

положительным потенциалом, ток утечки поля для всех целей и задач,

отсутствующих на модулятор: UM [IK min < 0,5 мкА] > 500 В. В оценках

управляющего напряжения модулятора ∆UM [IK max = 100 мкА] ~ 300-400 В.

Явно присутствует узнаваемый ассортимент.

Очевидно, что такой набор характеристик связан со многими конкретными

причинами: это грубая ошибка при введении катода в держатель, ошибка в

настройке деления модулятора и анода в течение времени, затрачиваемого на

фиксацию вакуумной оболочки света, немного разошлась по длинам скоплений

92

углеродных волокон, по существу, в виде выборного числа волокна в связке

для каждого источника света.

Рисунок 3.14 Типичная вольт-амперная характеристика лампы с новым

КМУ из тестовой партии. Зависимость автоэмиссионного тока IК катода от

напряжения на управляющем электроде UM при фиксированных напряжениях

на аноде UA = 7, 8, 9, 10 кВ

Результаты, полученные на электрических характеристиках

испытательной группы источников света, позволяют создать базовую схему

управления катодолюминесцентным источником света на пальцах с полевым

катодом излучения из пакета из углеродного волокна.

3.3.3. Схема управления катодолюминесцентными лампами

Чтобы катодно-люминесцентное излучение созданной структуры

работало, важно подать высокое напряжение UA = +10 кВ на световой анод, на

модулятор UM = +1500 В при использовании высоковольтного транзистора в

катоде. В цепи важно управлять током излучения катодного поля (т. е.

93

уравновешивать рабочий ток на необходимом уровне). Для регулирования тока

была разработана соответствующая схема управления для

катодолюминесцентного света пальца с автокатодом (рис. 3.15).

+

200

+5 В

Rуст=1k Уст.

100k

47k

VT 1

+UA

+UM

Анод

Катод

Модулятор

Рисунок 3.15. Схема управления автоэмиссионным током катода

катодолюминесцентной пальчиковой лампы

Отображено на рис. 3.15 схема «внимательна» для установления тока

излучения катодного поля. Высоковольтный биполярный транзистор HITACHI

2SC5022-02 (в цепи VT1) встроен в схему автокатода. Цепь управляется таким

образом, чтобы при включении напряжения анода и модулятора ток катода в

диапазоне от 0 до 100 мкА регулировался с помощью обменного резистора

Rуст.

3.3.4. Спектрально-яркостные характеристики ламп

Используя созданную стратегию для оценки ужасных качеств блеска,

были оценены световые характеристики пальцевых катодолюминесцентных

ламп с другим КМУ.

94

На рис. (3.16-3.18) представлены спектры излучения

катодолюминесцентных пальчиковых ламп из тестовой партии.

Рисунок 3.16. Спектр излучения лампы красного цвета

Рисунок 3.17. Спектр излучения лампы зеленого цвета

Рисунок 3.18. Спектр излучения лампы синего цвета

95

Проведены измерения яркости излучения и светового потока ламп в

зависимости от величины автоэмиссионного тока. Экспериментальная

зависимость, характерная для каждой катодолюминесцентной лампы из

тестовой партии, приведена на рис. 3.19.

Рисунок 3.19. Зависимость яркости излучения и светового потока

пальчиковой лампы от величины автоэмиссионного тока

При низком потреблении энергии он достигает оценок 35-40 лм / Вт для

зеленого, 20-23 лм / Вт для красного, 10-12 лм / Вт для синего. Кроме того,

даже при умеренно сильном рассеянии мощности (удельная мощность ~ 1 Вт /

см2) световая производительность падает до 25-30 лм / Вт зеленого, 14-17 лм /

Вт красного, 7-9 лм / Вт в синяя заливка.

96

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты диссертационной работы заключаются в

следующем:

1. Определены особенности источников питания для триодных

автоэмиссионных источников света и на их основании разработан простой

высокоэффективный источник питания для пальчиковых триодных

катодолюминесцентных источников света.

2. С помощью компьютерного моделирования спроектированы

оптимальные электронно-оптические системы с автокатодом из пучка

углеродных волокон для катодолюминесцентных источников света триодной

конструкции.

3. Разработана комплексная методика измерений световых и

электрических характеристик катодолюминесцентных источников света.

Создан автоматизированный стенд для измерения основных параметров

катодолюминесцентных ламп.

4. Разработаны и изготовлены прототипы катодолюминесцентных

ламп триодной конструкции. Исследованы их характеристики.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Fowler R.H., Nordheim L. Electron emission in intense electric field //

Proc.Roy.Soc.A. — 1928. —V. 119, N. 781. — P. 173–181.

2. Nordheim L. Die Theorie der Elektronemission der Metalle //Physikalische

Leitschrift. — 1929, N. 7. — S. 117–196.

3. Momm. H., Cheddon I.Волновая механика и ее применения // М.Наука. —

1966. — 427 с.

4. Мессиа А. Квантовая механика // В 2 томах. М.:Наука. — 1979.

5. Модинос А. Авто-, термо- и вторичноэлектронная спектроскопия //

М.:Наука. — 1990. — 320 с.

97

6. Фишер Р., Нойман Х. Автоэлектронная эмиссия полупроводников // М.:

Наука. — 1971. — 216 с.

7. Ненакаливаемые катоды // Под ред. М.И. Елинсона. М.:Сов.радио. — 1974.

— 336 с.

8. Ландау Л.Д, Лившиц Е.М. Механика // М.:Наука. — 1965. — 204с.

9. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Квантовая механика. Нерелятивистская теория //

М.:Наука. — 1974. — 752 с.

10. Елинсон М.И., Васильев Г.Ф. Автоэлектронная эмиссия // М.Физматгиз. —

1958. — 272 с.

11. Егоров Н.В., Карпов А.Г. Диагностические информационно-экспертные

системы // СПб.: Изд-во СпбГУ. — 2002. — 472 с.

12. Добрецов Л.Н., Гомоюнова М.Б. Эмиссионная электроника // М.: Наука. —

1964. — 364 с.

13. Шешин Е.П. Структура поверхности и автоэмиссионные свойства

углеродных материалов // М.: МФТИ. Физматкнига. — 2001.

14. Sheshin Е.Р. Field emission of carbon fibers // Ultramicroscopy. — V. 79.1999.

— P. 101–108.

15. Sheshin E.P. Properties of carbon materials, especially fibers, for field emitter

applications // Appl. Surf. Sci. — 2000. — V. 215. — P. 191–200.

16. Шешин Е.П. Современные способы формирования автоэлектронных

катодов из углеродных материалов // Успехи современной

радиоэлектроники. — 2004, №. 5–6. — С. 36–40.

17. Купряшкин, Шешин Е.П., Щука А.А. Методы изготовления

автоэлектронных катодов из углеродных материалов // Нано- и

микросистемная техника. — 2005, №. 3. — С. 26–31.

18. Шешин Е.П. Возможность получения больших автоэмиссионных токов с

автокатодов из углеродных волокон // Электронная техника. — 1988. —

Сер. 4, №. 2. — С. 58–62.

98

19. Sheshin E.P., Rybakov Yu.L. Autoelectronic cathodes of carbon fibers // Abstracts

dokl. XVIII All-Union. conf, on emission electronics. M.: Science, - 1981. - C.

213–214.

20. Невровский В.А., Баховский В.И. К вопросу о времени развития тепловой

неустойчивости микровыступов на катоде при вакуумном пробое // ЖТФ.

— 1980. — Т. 50. — С. 2127-2135.

21. Бондаренко Б.В., Макуха В.И., Титов Ю.В., Шешин Е.П. Автокатоды с

большой рабочей площадью // Электронная техника. Сер. Электроника

СВЧ. — 1986. — Вып. 4. — C. 47–51.

22. Фиалков А.С. Углеграфитовые материалы // М.: Энергия. 1979. — С. 320.

23. Braun Е., Smith J., Sykes D. Carbon fibers as field emitters. // Vacuum. — 1975.

— Vol. 25. — N. 9/10. — P. 425–426.

24. Шешин E П. Эмиссионные характеристики углеродных волокон // В кн.:

Физические процессы в приборах электронной техники М.: МФТИ. —

1980. — С. 6–10.

25. Хатапова Р.М., Романова В.Х. Об эмиссионной стабильности углеродных

автокатодов в отпаянных приборах // Тезисы докл. IV

Всесоюзн.симпозиума по ненакаливаемым катодам. Томск. ИСЭ. — 1980.

— С. 51.

26. Bondarenko B.V., Seliverstov V.A., Sheshin E.P. Emission properties of carbon

fibers of various processing temperatures // Radio engineering and electronics. —

1985. —N. 8. — P.1601 –1605.

27. Бондаренко Б. В?, Макуха В.И., Тишин Е.А., Шешин Е.П. О работе выхода

электронов углеродных материалов // В кн.: Физические явления в

приборах электронной и лазерной техники. М.: МФТИ. — 1983. — С. 13–

18.

28. Bondarenko B.V., Makukha V.I., Sheshin E.P. Emission stability and durability of

some variants of autocathodes // Radio engineering and electronics. — 1983. —

N. 8. — P. 1649–1652.

99

29. Бондаренко Б.В., Шаховской А.Г., Шешин Е.П. Стабилизация

автоэмиссионных характеристик углеродных волокон при длительной

работе // В кн.: Физические явления в приборах электронной и лазерной

техники. М.: МФТИ. — 1985. — C. 4–9.

30. Baturin A.S., Kelly T. Mousa M.S., Sheshin E.P. And others Lifetime and

emission stability of carbon fiber cathodes // Materials Sci. and Engineering. —

2003. — V. A. 353. — P. 22–26.

31. Бондаренко Б. В., Макуха В. И., Шешин Е. П. Автоэлектронные катоды из

графита // Тезисы докл. IV Всесоюзн. симпозиума но ненакаливаемым

катодам. Томск. — 1980. — C. 49–50.

32. Макуха В.И., Шешин Е.П. О возможности получения больших

автоэмиссионных токов из графита // В кн.: Физические явления в приборах

электронной и лазерной техники, М.: МФТИ. — 1983. — C. 22–25.

33. Шешин Е.П., Батурин А. С. Стабильность автоэлектронной эмиссии

углеродноволоконных автокатодов // Мат-лы Всероссийского симпозиума

по эмис. электронике. Рязань. — 1996. — С. 141—142.

34. Шешин Е.Л., Столяров А.Б., Анащенко А.В., Кудрявцев А.Н., Дьяконова Н.Б.

Изучение эмиссионных свойств и структуры углеродных волокон

различных типов // Мат-лы VII совещания «Радиационная физика твердого

тела». Москва—Севастополь. — 1997. — С. 78—82.

35. Sheshin E.P, Anaschenko A.V., Kuzmenko S.G. Field emission characteristic

research of some type of carbon fibers // Ultramicroscopy. — 1999. — V. 79. —

P. 109–114.

36. Bessette R.R., Madeiros M.G., Patrissi C.J., Deschenes C.M., La fratta C.N.

Development and characterization of a novel carbon fiber based cathode for

semi-fuel cell applications // J. of Power Sources. — 2001. — V. 96. —P. 24–

244.

37. Keesmann T., Grosse-Wilde H. Field emission cathode using carbon fibers. // Pat.

USA 2004/0036402. Кл. HOlj 1/05 (313/311) от 8.04.2003.

100

38. Blank V.D., Polyakov E.V., Batov D.V., Kulnitskiy B.A., Bangert U., Gutierrez-

Sosa A., Harvey A.J., Seepujak A. // Diam. and Rel. Mater. — 2003. — V. 12. —

P. 864–869.

39. Wada Y., Yap Y.K., Mori Y, Yoshimura M., Sasaki T. // Diam and Rel. Mater. —

2000. — V. 9. — P. 620–624.

40. Кудашов А.Г., Окотруб A.B., Юданов Н.Ф., Романенко А.И., Булушева Л.Г.,

Абросимов А.Г., Чувилин А.Л., Пажетов Е.М., Боронин А И. // ФТТ. —2002.

— Т. 44, вып. 4. — С. 626–629.

41. Terrones М. // YN International Winterschool on electronic properties of novel

materials. Austria. — 2001. — P. 63.

42. Kimura Ch., Yamamuro Y., Aoki H., Sugino T. // 17th European Conference on

Diamond, Diamond- Like Materials, Carbon Nanotubes, and Nitrides. Portugal.

— 2006. — P. 380.

43. Blank V.D., Polyakov EV., Kulnitskiy B.A., Nuzhdin A.A., Alshevskiy Yu.L.,

Banget U, Harvey A. J. // Thin Solid Films. —1999. — V. 346. — P. 86–92.

44. Bobkov A., Davidov E., Zaitsev S., Karpov A.V., Kozodaev M.A., Nikolaeva LN.,

Popov M.O., Skorokhodov E.N., Suvorov A.L., Cheblukov Yu.N. // L Vac. Sci.

Technol. B. — 2000. — V.19. — P. 32.

45. Bormashov V.S., Baturin A.S., Nikolski K.N., Sheshin E.P. // Tech.Digest, of 15*

IVMC and 48* IFES. — 2002. — V. 2/2. — P. 64.

46. Forbes R.G. // J. Vac. Sci. Technol. В, — 1999. —V. 17. — P. 534.

47. Forbes R.G. // J. Vac. Sci. Technol. В, — 1999. — V. 17. — P. 526.

48. Murphy E.L., Good R.H. // Phys. Rev., — 1956. — V. 102. — P. 1464.

49. Костиков В.Г., Никитин И.Е. Источники питания высокого напряжения

РЭА // М.Радио и Связь. — 1986, — С. 200.

50. Иванчура В.И., Капулин Д.В., Краснобаев Ю.В. Быстродействующие

импульсные стабилизаторы напряжения. — 2011. — С. 172.

51. Москатов Е.А. Источники питания // М, М-К-Пресс. — 2011. — С. 208.

52. Шрайбер Г. 300 схем источников питания // М, ДМК. — 2000. — С. 224.

101

53. Кашкаров А.П., Колдунов А.С. Оригинальные конструкции источников

питания // М.ДМК. — 2010. — С. 160.

54. МЭК р. Импульсные источники питания // М,Доска-XXI. — 2008. — С.

272.

55. Воронин П.А. Силовые полупроводниковые ключи // М,ДОДЭКА- XXI. —

2001. — С. 384.

56. Гейтенко Е.Н. Источники вторичного электропитания. Схемотехника и

расчет // М.Солон-Пресс. — 2008. — С. 448.

57. Хныков В.А. Теория и расчет трансформаторов источников вторичного

электропитания // М, Солон-Пресс. — 2004. — С. 125.

58. Бондаренко Б. В, Черепанов А. Ю. Шешин Е. П. // ПТЭ (1) 206. — 1986.

59. Купрашкин А. С. Шаховской А. Г, Шешнн Е. П. // ПТЭ (4) 238. — 1991.

60. Басовский В.Ф. и др. Устройства электропитания электронной аппаратуры //

Под ред. В Ф Басовского, Киев: Техника. — 1980.

61. Kyaw N.C., Sheshin E.P., Win L.W., Lwin Z.Y., Aung H.W. A Review of power

source for nanostructured carbon materials in cathodoluminescence light source //

Journals of Advanced materials and technologies. — 2018, N. 1. — P. 52–57.

62. Чжо Н.Н., Лвин З.Я., Шешин Е.П. Обзор источников питания для

наноструктурных углеродных материалов в катодолюминесцентных

источниках света // Труды 2 международной конф. «Графен и родственные

структуры: синтез, производство и применение», Тамбов. — 2017. — C.

310–312.

63. Шешнн Е. П, Кузнецов В. A. // Patent SU 610081. — 1978.

64. Браверман И. Я., и др. // Patent SU 1508866. — 1980.

65. Kawase Т, Koga К. // Patent US 20040004588. — 2004.

66. Kyaw W.C., Шешин Е.П. Development of power supply for light source // Book

of abstracts JNT.Baltic conf. on Atomic Layer deposition, Russia, St.Peterburg.

— 2016. — P. 45.

102

67. Ньен Ч.Ч. Источник питания для автоэмиссионных источников света //

Тезесы 59й научной конф.МФТИ Москва-Долгопрудный. —2016.

68. Ньен Ч.Ч., Мое М.М., Шешин Е.П. Характеристики источников питания для

автоэмиссионных приборов с автокатодами из углеродных материалов //

Сборник тезисов докладов международной конф. Молодых ученых,

Троицк. — 2017.

69. Huang J C. // Patent TW 273535. — 1996.

70. Moerk G., Tiren J. // Patent W 02013098239. — 2011.

71. Hu Q H. // Patent EP 2337432. — 2011.

72. Lin J C, Patent TW 201218868. — 2012.

73. Namba A., Anzawa S. // Patent EP 2355736. — 2011.

74. Стребков Д. С и др. // Патент РФ 2505744. — 2014.

75. Ньен Ч.Ч., Зай Я.Л., Лвин Н.В., Шешин Е.П. Высоковольтный источник

питания для автоэмиссионной эмиссии источников света // Труды МФТИ.

—2018. — Т. 10, № 2. — С. 58–63.

76. Ньен Ч.Ч., Зай Я.Л., Лвин Н.В., Шешин Е.П. Особенности структуры

источников питания для автоэмиссионных приборов // Труды 11-й

Международной конф. «Углерод: фундаментальные проблемы науки,

материаловедение, технология», Москва,Троицк. — 2018. — С. 351–352.

77. Ozol D.J., Danilkin M.J., Kyaw N.C., Aung H.W., Sheshin E.P.

Cathodoluminescent UV-radiation sources using a carbon fiber field emission

cathodes // Tech.digest 31st Jnt.Vac. nanoelectronics conf., Kyoto, Japan. —

2018. — P. 216–214.

78. Лвин З.Я, Чжо Н.Ч., Вин Л.Н., Мье М.М., Шешин Е.П. Углеродные

материалы для автоэмиссионных приборов // Труды МФТИ. — 2018. —Т.

10, №. 2. — С. 30–46.

79. Kolodyazhnyi A.Yu., Chadaev N., Getman A.O., Kyaw N.C., Win L.N., Ozol D.J.,

Sheshin E.P. Cathodoluminescent lamp for general lighting using carbon fiber

103

field emission cathode // Techn. Digest 31st Jnt.conf.vac.nanoelectronics conf.

Kyoto, Japan. —2018. — P. 68–69.

80. Зай Я.Л., Ньен Ч.Ч., Шешин Е.П. Эмиссионные свойства источников света

на основе углеродных волокон // Труды 2 Международной конф. «Графен и

родственные структуры: синтез, производство и применение», Тамбов. —

2017. — C. 248–249.

81. Лвин Н.В., Ньен Ч.Ч., Зай Я.Л., Шешин Е.П. «Флуктуации

автоэмиссионного тока» Сборник тезисов докладов международной

конф.молодых ученых Москва. Троицк. — 2017. — C. 81–82.

82. Лвин Н.В., Ньен Ч.Ч., Зай Я.Л., Шешин Е.П. Флуктуации автоэмиссионного

тока автокатода из углеродного волокна // Труды 11 конф,

Углерод:фундаментальные проблемы науки, материаловедение,

технология, Москва, Троицк. — 2018. — C. 276–277.

83. Lwin Z.Y., Win L.N., Kyaw N.C., Sheshin E.P. Instability of the emission current

of a cathode based on carbon fibers // Materials today proseedins, — 2018. — V.

5. — P. 25993–25996.

84. Win L.N., Lwin Z.Y., Kyaw N.C.,Sheshin E.P. Fluctuation of field emission

current from carbon materials // Materials today, proseedings. — 2018. — V. 5.

— P. 26062–26067.

85. Lwin N.W., Kyaw N.C., Lwin Z.Y.,Hlaing W.Z., Sheshin E.P. Fluctuation of the

field emission current of carbon fibers // Advanced materials and technologies.

— 2018, N. 4. — P. 031–037.

104

По теме диссертации опубликовано 22 работ, в том числе девять статей

в журналах из списка изданий, рекомендованных ВАК РФ или

индексируемых в международных базах данных (SCOPUS, Web Of Science,

RSCI) [1- 9].

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Н.Н.Чжо, Е.П. Шешин, З.Я. Лвин, Л.Н. Вин. Высоковольтный

источник питания для автоэлектронной эмиссии источников света // Труды

МФТИ, 2018. – Т. 10, № 2. – С. 58-63.

2. З.Я. Лвин, Е.П.Шешин, Н.Н.Чжо, Л.Н. Вин, М.М. Маунг.

Углеродные материалы для автоэмиссионных приборов на их основе // Труды

МФТИ, 2018. – Т. 10, № 2. – С. 30-46.

3. N.C. Kyaw, E.P. Sheshin. L.N. Win, Z.Y. Lwin, H.W. Aung. A review

of power source for nanostructured carbon materials in cathodoluminescence light

sources // Advanced Materials & Technologies Russian Journal. —2018. — Issue 1

— P. 52-57.

4. L.N. Win, E.P. Sheshin, N.C. Kyaw, Z.Y. Lwin, W.Z. Hlaing.

Fluctuations of the field emission current of carbon fibers // Advanced Materials &

Technologies Russian Journal. – 2018. – Issue 4 – P. 31-37.

5. Z.Y. Lwin ,E.P. Sheshin, L.N. Win, N.C. Kyaw. Instability of the

emission current of a cathode based on carbon fibers // Materials today Proceedings

Journal. – 2018. – Vol. 5. – Issue 12. – P. 25993-25996.

6. L.N. Win, E.P. Sheshin, Z.Y. Lwin , N.C. Kyaw. Fluctuation of field

emission current from carbon materials // Materials today Proceedings Journal. –

2018. – Vol. 5. – Issue 12. – P. 26062-26067.

7. Wai Zin Hlaing, Nyein chan kyaw, Evgeny P.Sheshin, Htet Win Aung.

Field emission properties thin foils based on carbon materials// IEEE Xplore Digital

Library. – DOI: 10.1109/IVEC.2019.8745318.– 2019.

8. Evgenii P. Sheshin, Artem Yu. Kolodyazhnyj, Nikolai N. Chadaev,

Alexandr O. Getman, Nyein Chan Kyaw, Lwin Naing Win, Dmitry I. Ozol.

Cathodoluminescent lamp for general lighting using carbon fiber field emission

cathode// IEEE Xplore Digital Library. – DOI: 10.1109/IVNC.2018.8520060.–2019.

9. Htet Win Aung, E. P. Sheshin, Wai Zin Hlaing, Nyein Chan Kyaw. Field

emission properties of polyacrylonitrile(PAN) carbon fibers of various processing

105

temperatures// IEEE Xplore Digital Library. – DOI: 10.1109/IVEC.2019.8745305. –

2019.

10. N.C. Kyaw, E.P. Sheshin. Development of power supply for light source

field // The 14th international Baltic conference on atomic layer deposition (October

2-4 2016, ST. Petersburg, Russia). – 2012. – P. 45.

11. Н.Ч.Чжо, Е.П. Шешин. Источник питания для автоэмиссионных

источников света // Труды 59-я научной конференции МФТИ. 2016. –

Долгопрудный.

12. Лвин Н.В, Е.П. Шешин, Н.Н. Чжо, З.Я. Лвин. Флуктуации

автоэмиссионного тока // Сборник докладов международная конференция

молодых ученых, работающих в области углеродных материалов. 2017. –

Троицк. – С. 81 – 82.

13. Н.Н.Чжо, Е.П. Шешин, М.М. Маунг. Характеристики источников

питания для автоэмиссионных приборов с автокадодами из углеродных

материалов // Сборник докладов международная конференция молодых

ученых, работающих в области углеродных материалов. – 2017. – Троицк. – С.

104.

14. Н.Н.Чжо, Е.П. Шешин, З.Я. Лвин. Обзор источника питания для

наноструктурных углеродных материалов в катодолюминесцетных источниках

света // Графен и родственные структуры: синтез, производство и применение.

Сборник докладов 2-я междунар. Научно-практич. конф. (15-17 ноября 2017, г.

Тамбов) –Тамбов: Изд-Во Чеснокова А.В., 2017. – C. 310- 312.

15. З.Я. Лвин, Е.П. Шешин, Н.Н.Чжо. Эмиссионные свойства

источника света на основе углеродных волокон // Графен и родственные

структуры: синтез, производство и применение. Сборник докладов 2-я

междунар. Научно-практич. конф. (15-17 ноября 2017, г. Тамбов) Тамбов: Изд-

Во Чеснокова А.В. – 2017. – C. 248-249.

16. З.Я. Лвин, Е.П. Шешин, Н.Н.Чжо, Л.Н. Лвин. Эмиссионные

свойства автоэлектронного катода на основе углеродных волокон // Сборник

докладов международная конференция молодых ученых, работающих в

области углеродных материалов. – 2018. – Троицк. – С. 178.

17. Лвин Н.В, Е.П. Шешин, Н.Н. Чжо, З.Я. Лвин. Флуктуации

автоэмиссионного тока автокатодов из углеродного волокна // Сборник

докладов международная конференция молодых ученых, работающих в

области углеродных материалов. 2018. – Троицк. – С. 276-277.

106

18. Н.Н.Чжо, Е.П. Шешин, З.Я. Лвин, Л.Н. Лвин. Особенности

структуры источников питания для автоэмиссионных приборов с автокадодами

из углеродных материалов // Сборник докладов международная конференция

молодых ученых, работающих в области углеродных материалов. – 2018. –

Троицк. – С. 351 – 352.

19. E.P. Sheshin, A.Y. Kolodyazhnyj, N.N. Chadaev, A.O. Getman, N.C.

Kyaw, L.N. Win, D.I. Ozol. Cathodoluminescent lamp for general lighting using

carbon fiber field emission cathode // 31st international vacuum nanoelectronics

conference (July 9–13 2018, Kyoto, Japan). – 2018. – P. 68-69.

20. Ньен Чан Чжо, Е.П. Шешин. Разработка источника питания для

общего освещения с использованием углеродного волокна// 61-й

Всероссийской научной конференции МФТИ. 19-25 ноября 2018. –

Долгопрудный.

21. Wai Zin Hlaing, Evgenii P.Sheshin, Htet Win Aung, Nyein Chan Kyaw.

Field emission properties thin foils based on carbon materials// 20th International

Vacuum Electronics Conference (April 28-May1,2019, Paradise Hotel Busan,

Korea). – 2019.

22. Htet Win Aung, Evgenii P.Sheshin, Wai Zin Hlaing , Nyein Chan Kyaw.

Field emission properties of polyacrylonitrile (PAN) carbon fiber of various

processing temperatures// 20th International Vacuum Electronics Conference (April

28-May1,2019, Paradise Hotel Busan, Korea). – 2019.