Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
7.7 . Дробовой шум диода, работающего не в режиме насыщенияКак и в случае режима насыщения, флуктуации в эмиссии электронов из нагретого катода вызывают в диоде, работающем не в режиме насыщения, флуктуации протекающего через лампу тока. Однако здесь даже в том предположении, что моменты вылета электронов являются независимыми случайными величинами, попадание электрона на анод зависит от ранее вылетевших электронов. Дело в том, что, как уже было сказано в предыдущем параграфе, возможность попадания электрона на анод зависит от того, окажется ли его скорость вылета достаточной для прохождения плоскости минимума потенциала; глубина же этого минимума зависит от ранее вылетевших электронов. Нетрудно установить качественно действие пространственного заряда на спектральную плотность дробового шума, если ограничиться рассмотрением частот, малых по сравнению с величиной, обратной к времени пролета электронов. Предположим, что эмиссия электронов катодом мгновенно возросла. Добавочные электроны увеличат имеющийся пространственный заряд; это приведет к возрастанию глубины минимума потенциала и повышению критического значения скорости электронов. Таким образом, хотя общее количество вылетающих электронов выросло, доля их, попадающая на анод, уменьшится. С другой стороны, если происходит мгновенное уменьшение эмиссии, то падает глубина минимума потенциала и доля электронов, достигающих анода, возрастает. Таким образом, ограничивающее действие пространственного заряда приводит к сглаживанию флуктуаций тока, и дробовой шум лампы, работающей не в режиме насыщения, оказывается меньше, чем при том же среднем значении тока у лампы, работающей в режиме насыщения. По существу дела сглаживание флуктуаций пространственным зарядом обусловлено тем же механизмом, который не позволяет току лампы достигнуть насыщения. Количественный расчет ограничивающего влияния пространственного заряда на низкочастотные составляющие спектральной плотности дробового шума является довольно сложным, и мы не будем его приводить здесь. Укажем лишь основные этапы такого расчета. В предположении, что распределение скоростей вылета электронов является распределением Максвелла, анализ, проведенный в предыдущем параграфе, позволяет найти плотность анодного тока. Предположим теперь, что происходит приращение эмиссии электронов с начальными скоростями в интервале
где коэффициент пропорциональности Фактическое распределение скоростей вылета электронов флуктуирует от момента к моменту вокруг распределения Максвелла, что вызывает флуктуации тока эмиссии. Основное предположение при исследовании дробового шума состоит в том, что ток эмиссии катода лампы ограничен температурой катода и что всякая фиксированная часть тока эмиссии также ограничена температурой катода. Таким образом, спектральная плотность флуктуаций плотности тока эмиссии, обусловленных изменениями эмиссии электронов в фиксированном интервале скоростей
Полная спектральная плотность флуктуаций плотности анодного тока
где мы можем переписать последнее выражение в виде
Спектральная плотность флуктуаций анодного тока находится умножением этого результата на площадь анода.
Фиг. 7.4. График зависимости коэффициента депрессии и эффективной температуры от нормированной потенциальной энергии для диода, работающего не в режиме насыщения [график заимствован из книги Томпсона Норта и Харриса (I) (фиг. 5, ч. II)] Итак, мы видим, что ограничивающее действие, оказываемое пространственным зарядом на низкочастотные составляющие спектральной плотности флуктуаций анодного тока, можно оценить, умножив правую часть формулы Шоттки (7.41) на коэффициент депрессии
где предполагавшего, что ток диода далек от насыщения. Норт получил следующую асимптотическую формулу для
Этот результат, также изображенный на фиг. 7.4, приближенно верен при значениях
где
Подставляя выражение (7.83) в модифицированную формулу Шоттки (7.81), получаем
где
Формула (7.86) дает асимптотическое выражение для
Таким образом, с точки зрения образования шума диод, работающий не в режиме насыщения, действует так же, как проводимость
|
1 |
Оглавление
|