
Тип работы:	Предмет:	Язык работы:

Расчёт диодной системы с полевым эмиттером эллипсоидальной формы

Работа №	125325
Тип работы	Бакалаврская работа
Предмет	физика
Объем работы	30
Год сдачи	2016
Стоимость	4650 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено	86

Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Содержание

Введение 3
1 Моделирование диодной системы на основе полевого острия эллиптической формы 4
1.1 Физическая постановка задачи расчёта диодной системы 4
1.2 Математическая модель полевого острия эллиптической формы 5
1.3 Решение граничной задачи 6
1.4 Результаты численных расчётов 10
Заключение к главе 1 12
2 Моделирование эмиссионной системы с различными диэлектриками 13
2.1 Моделирование эмиссионной системы с прослойкой из двух сред с разными диэлектрическими проницаемостями 13
2.1.1 Физическая постановка задачи расчёта эмиссионной системы с двойной прослойкой 13
2.1.2 Математическая модель системы с двойной прослойкой 14
2.1.3 Решение граничной задачи 14
2.2 Моделирование эмиссионной системы с различными диэлектрическими прослойками 19
2.2.1 Физическая постановка задачи расчёта эмиссионной системы 19
2.2.2 Математическая модель системы с различными диэлектриками 20
2.2.3 Решение граничной задачи 20
2.3 Результаты численных расчётов 25
Заключение к главе 2 25
Заключение 27
Литература 28

Введение

Автоэлектронная эмиссия (полевая эмиссия, электростатическая эмиссия, туннельная эмиссия) — испускание электронов проводящими твёрдыми и жидкими телами под действием внешнего электрического поля высокой напряжённости. Автоэлектронная эмиссия объясняется туннельным эффектом, при котором электроны преодолевают потенциальный барьер, не проходя над ним за счёт кинетической энергии теплового движения (как при термоэлектронная эмиссии), а путём туннельного просачивания сквозь барьер, сниженный и суженный электрическим полем [1].
Для протекания полевой эмиссии, как уже было сказано, необходимо на катод подавать огромные напряжения, что, безусловно, является большим минусом. В том случае, если придать катоду форму тонкого острия с малым радиусом кривизны на вершине, автоэлектронную эмиссию можно возбудить при небольших напряжениях на электродах [2,3]. В силу того, что эмиссионные характеристики подобных приборов сильно зависят как от формы острия, так и от геометрических параметров остальных электродов, расчёт таких моделей является весьма трудной задачей и требует учёта всех характеристик системы [1]. Поэтому аналитические методы расчёта эмиссионных систем на основе полевой эмиссии в литературе, посвящённой данной тематике, представлены в очень ограниченном числе исследований [4-8].
Цель данной работы — разработать математическую модель полевого катода эллипсоидальной формы и найти распределение электростатического потенциала во всей области рассматриваемой системы в аналитическом виде.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Курсовые Статьи Диплом Рязань

Заключение

1. В данной работе представлены физическая и математическая модели полевого острия, а именно: диодная система, состоящая из катода и анода в форме полуэллипсоидов. Катод расположен на плоской подложке (п.1.1).
2. Рассмотрены физическая и математическая модели полевого катода с двойной прослойкой из сред с разными диэлектрическими проницаемостями (п.2.1., п.2.2).
3. Найдено распределение электрического потенциала в виде разложения по полиномам Лежандра для модели острийного катода (1.24) с граничными условиями (1.2).
4. Найдены распределения электрического потенциала U1 (2.8) и U2 (2.10) в областях с разными диэлектрическими проницаемостями с граничными условиями (2.1) для системы с двойной прослойкой.
5. Найдены распределения электрического потенциала U1 (2.34) и Ui (2.35) в областях с разными диэлектрическими проницаемостями с граничными условиями (2.21) для системы с прослойкой из к — 1 диэлектриков.
При решении задач был использован метод разделения переменных для уравнения Лапласа в координатах вытянутого эллипсоида вращения (п.1.3, п.2.1.3, п.2.2.3). В соответствии с аналитическими решениями написана программа для расчёта систем с конкретными параметрами. Полученные численные значения (п.1.4, п.2.3) соответствуют граничным условиям (1.2), (2.1) и совпадают с качественно ожидаемым распределением потенциала.

Литература

[1] Елинсон М. И., Васильев Г. Ф. Автоэлектронная эмиссия. М.: Физмат- лит, 1958. 272 с.
[2] Гусинский Г. М., Баранова Л. А., Найденов В. О. Субмикронный источник свободных электронов // Журнал технической физики. 2015. Т. 85. Вып. 3. C. 129-132.
[3] Yunhan Li, Yonghai Sun, J T W Yeow. Nanotube field electron emission: principles, development, and applications // lOPscience. 2015. Vol. 26, No 242001. P. 1-23.
[4] Виноградова Е. М., Егоров Н. В., Мутул М. Г., Чэ-Чоу Шень. Расчёт электростатического потенциала диодной системы на основе полевого катода с острой кромкой // Журнал технической физики. 2010. Т. 80. Вып. 5. C. 1-4.
[5] Виноградова Е. М., Егоров Н. В. Математическое моделирование диодной системы на основе полевого эмиттера // Журнал технической физики. 2011. Т. 81. Вып. 9. C. 1-5.
[6] Климаков А. А., Виноградова Е. М. Оптимизация фокусирующей системы полевой пушки с острийным катодом // Процессы управления и устойчивость. 2015. № 1. С. 184-189.
[7] Телевный Д. С., Виноградова Е. М. Расчёт диодной системы на основе полевого эмиттера с диэлектрической подложкой // Процессы управления и устойчивость. 2014. Т. 1 (17). С. 224-229.
[8] Виноградова Е. М., Егоров Н. В., Климаков А. А. Математическое моделирование диодной системы с полевым остриём цилиндической формы // Журнал технической физики. 2015. Т. 85. Вып. 2. C. 20-23.
[9] Тихонов А. Н., Самарский А. А. Уравнения математической физики. М.: Наука, 1977. 736 с.
[10] Листрукова А. В., Виноградова Е. М. Математическое моделирование эмиссионной системы // Процессы управления и устойчивость. 2014. Т 1 (17). С. 185-190.
[11] Устинов Р. Н., Виноградова Е. М. Математическое моделирование электронно-оптической системы с диэлектрической диафрагмой конечной толщины // Процессы управления и устойчивость. 2014. Т. 1 (17). С. 236-241.
[12] Гобсон Е. В. Теория сферических и эллипсоидальных функций. М.: ИЛ, 1952. 476 с.
[13] Абрамовиц М., Стиган И. Справочник по специальным функциям с формулами, графиками и математическими таблицами. М.: Наука, 1979. 832 с.
[14] Самарский А. А., Гулин А. В. Численные методы: Учеб. пособие для вузов. М.: Наука, 1989. 439 с.