ня НТР свідчить про те, що для нього характерна постійна щільність струму, відповідна певній точці теоретичної ВАХ. Незмінність щільності струму при його значному збільшенні забезпечується адекватним зростанням площі поперечного перерізу розряду (площі світіння на катоді). p> Для визначення точки теоретичної ВАХ, відповідної НТР, досліджуємо стійкість розряду з урахуванням нового фізичного чинника - можливості зменшення поперечного перерізу розрядного каналу при незмінній площі електродів. Розглянута система містить з'єднані послідовно джерело напруги, резистор і розрядний проміжок, ВАХ якого - крива з мінімумом (рис. 2.1). br/>В
Рис. 2.1. До стійкості точок ВАХ тліючого розряду: 1 - 8 - характерні точки при локальних флуктуації щільності струму В± D
Припустимо, що система відхиляється від рівноважного стану при випадковому на-рушении рівномірності розподілу щільності струму по перетину розряду при незмінних значеннях загального струму та напруги. Для точок ВАХ, розташованих ліворуч від мінімуму, відхилення не веде до появи факторів, що відновлюють рівновагу: у місцях із зниженою щільністю струму напруга виявляється недостатнім для підтримки розряду (точка 1 нижче точки 2 на рис. 2.1) і щільність струму зменшується, а на ділянках з підвищеною щільністю, навпаки, напруга більше необхідного (точка 3 вище точки 4) і щільність струму підвищується. Таким чином, точки ВАХ ліворуч від мінімуму нестійкі. p align="justify"> Праворуч від мінімуму ВАХ спостерігається інша ситуація. При розглянутому способі випадкового відхилення від рівноваги в місцях із зниженою щільністю струму напруга виявляється більше необхідного для підтримки стаціонарного розряду (точка 6 вище точки 5), що веде до підвищення щільності струму і сприяє відновленню рівноваги. Аналогічним чином на ділянках з підвищеною щільністю струму напруга виявляється недостатнім для підтримки розряду (точка 8 нижче точки 7) і щільність струму зменшується. Отже, точки ВАХ праворуч від мінімуму стійкі. p align="justify"> Для нестійких точок ВАХ (зліва від мінімуму) можна припустити, що в процесі росту щільності струму над однією ділянкою катода і зменшення над іншим загальний струм не змінюється (збільшення струму першої ділянки компенсується зменшенням струму другого). Такий стан може існувати лише до повного припинення струму другої ділянки. Після цього триваюче зростання струму першої ділянки призведе до підвищення загального струму і падіння напруги на резистори. В результаті напруга на проміжку зменшиться до рівня, необхідного для підтримки стаціонарного розряду при тій щільності струму, яка встановилася над першою ділянкою. p> Таким чином, мале випадкове перерозподіл щільності струму по катоду призводить до зменшення поперечного перерізу розряду. Це означає, що у випадку, коли відношення струму розряду до площі катода дає значення щільності струму, відповідне лівої гілки теоретичної ВАХ, розряд стягується на частині поверхні катода, а щільність струму підвищується до значення, на яке припадає мінімум характеристики. Точка мінімуму відповідає нормальному тліючому розряду, що дозволяє визначити його параметри за допомогою формул (5.4), (5.8) і (5.9) з урахуванням координат точки:
; (2.1)
, (2.2)
де - щільність струму НТР (нормальна щільність струму), - напруга горіння НТР (нормальне катодне падіння потенціалу).
.3 Аналіз результатів рішення
Фізичний механізм, що визначає існування розрядного каналу з площею поперечного перерізу, меншої площі катода, пов'язаний з тим, що завдяки дії просторового заряду іонів потенціали точок в каналі вище, ніж за його межами (див. рис. 4.1). Що виникає за рахунок цього на краях каналу поперечне електричне поле перешкоджає відходу електронів з каналу. На іони поле діє в протилежному напрямку, але це не є визначальним чинником, оскільки рухливість іонів мала, а електронні лавини, ініційовані іонами при бомбардуванні катода за межами каналу, направляються полем в канал. До того ж, якщо електрони виходять з катода під дією іонів або фотонів далеко від кордонів каналу і поле не може направити лавину в канал, то такі лавини розвиваються слабше, ніж у каналі, а їх самовідтворення не забезпечується через невигідний для іонізації розподілу потенціалу уздовж проміжку.
Співвідношення (2.1) показує, що нормальна щільність струму збільшується з ростом тиску газу. Фізично це пов'язано з тим, що для точки мінімуму теоретичної ВАХ, відповідної НТР, характерна така ширина катодного області, при якій твір одно кривої Пашена. У цих умовах забезпечується найбільш ефективна іонізація газу, і напруга, необхідне для самостійного розряду, мінімально. Щоб з ростом тиску твір не збільшувалася, значення має зменшуватися, що досягається збільшенням просторового заряду за рахунок зростання щільності струму. В експерименті збільшення тиску газу при горінні НТР призводить до зменшення площі світиться частини кат...
