Саратовський державний
технічний університет ім Ю.А. Гагаріна
кафедра: В«Електронні прилади та пристроїВ»
Курсова робота
ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ низькотемпературної плазми
Саратов 2011
Введення
Низькотемпературна плазма реалізується в газорозрядних лазерах, МГД-генераторах, вимірювальних газорозрядних приладах. Її електричні властивості - поле просторового заряду, концентрація заряджених частинок визначають основні властивості та застосування відповідних електронних приладів. p align="justify"> Іонізований газ, в якому взаємодія позитивно і негативно заряджених частинок призводить до підтримання макроскопічної нейтральності в обсягах, порівнянних з обсягом газу, називають плазмою.
Основна увага при виконанні даної курсової роботи приділяється отриманню аналітичних виразів для концентрації та поля просторового заряду обмеженою плазми в відсутність магнітного поля, для найпростішої моделі плазми - планарною (плоскої), обмеженою діелектричними стінками. Така модель, в порівнянні з циліндричною моделлю, в ряді випадків є вдалою для проведення чисельних розрахунків і для порівняння з відповідними процесами, що відбуваються в напівпровідникових приладах. p align="justify"> Мета і завдання курсової роботи
Завданням виконання курсової роботи є розрахунок параметрів низькотемпературної газорозрядної плазми. Метою роботи є отримання навичок розрахунку аналітичних виразів для концентрації та поля просторового обмеженою плазми в відсутність магнітного поля і при наявності магнітного поля, для найпростішої моделі плазми-планарної (плоскої), обмеженою діелектричними стінками, використанням знань, набутих на ранніх етапах навчання у ВУЗі.
Технічне завдання
Тип газу - Ne
Тиск р = 3 мм.рт.ст.
Щільність струму j = 1 мА/см2
Діаметр трубки у0 = 0,5 см
Ez = 10 B/м
Прийняті умовні позначення
be, De - коефіцієнти рухливості і дифузії електронів;
bp, Dp - коефіцієнти рухливості і дифузії позитивних іонів;
Zi - параметр об'ємної іонізації;
Ri - параметр рекомбінації електронів та іонів;
Dam - коефіцієнт амбіполярной дифузії;
n0- концентрація заряджених частинок в центральній площині плазми;
-радіус Дебая;
Еф,-Еф-потенційна енергія позитивних іонів і електронів;
g (r)-функція, обумовлена ​​параметрами плазми;
Р-виміряний тиск газу;
Р0-наведене тиск газу, Р0 = 273Р/Т;
Т-абсолютна температура;
B - індукція магнітного поля;
np, ne-концентрація дірок і електронів;
Кл-заряд електрона;
me = 0.9109 В· 10-30 кг-маса електрона;
? 0 = 8,854 В· 10-12Ф/м - діелектрична постійна;
1. Розрахунок основних параметрів плазми
.1 Розрахунок рухливості позитивних іонів
Для розрахунку рухливості позитивних іонів необхідно обчислити наведене тиск газу:
плазма магнітний поле низькотемпературний
, де Т = 300 К.
мм.рт.ст
Визначимо швидкість дрейфу позитивних іонів використовуючи рис.1
В/м? мм.рт.ст.
Отже за графіком на рис.1 знайдемо Vp = 1.85? 102 м/с
Тоді:
м2/В? з
1.2 Розрахунок рухливості електронів
Розрахунок ведеться аналогічно попередньому пункту:
В/м? мм.рт.ст.
За графіком на рис.1 знайдемо Ve = 2? 104 м/с
м2/В? з
1.3 Розрахунок коефіцієнта дифузії позитивних іонів
, де Тр = 300 К
В
1.4 Розрахунок коефіцієнта дифузії електронів
В
Для знаходження Ті скористаємося графіком на рис.2б
Па
Ті = 40000 К
В
2. Визначення концентрації заряджених частинок
Вираз для концентрації має вигляд:
,
де n0-концентрація заряджених части...
