辉光放电说课讲解.ppt

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1、辉光放电第五章：辉光放电5.1辉光放电的产生第五章：辉光放电5.1辉光放电的产生典型条件：电场是均匀的气压适中:200kPacm>pd>(pd)min----一般辉光放电：p=4-14kPa----pd>200kPacm,弧光或火花放电足够容量的电源(电源电压,限流电阻):I>mA，Us>Ub外貌和参量分布第五章：辉光放电5.2组成及特性—定性分析阿斯顿暗区:无激发和自发跃迁辐射电位差(阿斯顿暗区＋阴极光层)=Ue厚度1/p阴极光层:激发发光P很高时,很难区分阴极光层和阿斯顿暗区阴极暗区:ne(>Uex)激发几率发光强度We>

2、Ui碰撞电离雪崩放电.阴极光层与阴极暗区之间无明显界限第五章：辉光放电5.2组成及特性—定性分析负辉区:碰撞激发发光最强快电子慢电子(阴极暗区中经过非弹性碰撞)We>Ue碰撞激发明亮辉光n+和n-,E0We复合(e和+ion)与阴极暗区分界明显阴极位降区或阴极区法拉第暗区:厚度最厚碰撞能量损失Ws-e>正离子流正离子和电子的负空间电荷达到

3、平衡E:远小于阴极区(几个数量级)当E/p很小时，乱向速度>>um阳极区:阳极附近负空间电荷E阳极位降慢电子电子速度激发或电离阳极光层发光(阳极辉光)阴极发射电子n0阴极区电子雪崩阴极暗区电离阴极区应满足自持放电条件第五章：辉光放电(GD)5.2组成及特性—基本特性光强分布明暗相间管压降

4、围:A/cm2---mA/cm2第五章：辉光放电5.3阴极位降区实验结果:I阴极斑点面积,jc和Uc=常数当阴极斑点盖满整个阴极:IUcpdn=常数(dn—阴极位降区厚度)jc/p2=CUc=f(jc)---与p和dn有关第五章：辉光放电5.3阴极位降区Uc=f(jc)假设：1)阴极区带电粒子的产生和消失2)阴极区带电粒子运动3)阴极区电场分布第五章：辉光放电5.3阴极位降区Uc=f(jc)--符合相似律--适用于任何气体，任何阴极右支—反常辉光放电H点—正常辉光放电左支—过渡区第五章：辉光放电5.3阴极位降区正常辉光放电-

5、--反常辉光放电阴极区的分析最小值---Umin左支-----jCUC:局部:jCUCjC总体:UC=Cn+jCUC空间电荷,jCjtotalURUCjC较小的其它部分，电子雪崩+SC或jC放电不能维持因此，放电集中到阴极表面的一部分第五章：辉光放电5.3阴极位降区正常辉光放电---反常辉光放电阴极区的分析最小值---Umin右支-------jCUC:局部:jCUC总体:UC=Cn+jCUCSC,jCjtotalURUc-totaljC

6、jC较小的其它部分，电子雪崩+SC或jC放电能够维持因此，放电扩散到整个阴极表面第五章：辉光放电5.3阴极位降区正常辉光放电---反常辉光放电阴极区的分析最小值---Umin正常辉光放电:正常电流密度jn，正常阴极位降Un----维持放电最佳分布;----Un取决于jn空间电荷分布反常辉光放电:jc>jn空间电荷决定的电位分布不是最佳dnUc第五章：辉光放电5.4正柱区---传导电流---形式和长度任意---不是辉光放电所必须当p为常数时,V/cm=E轴向=C与气体种类无关放电管直径激发亮度发光强度I

7、但对于负电性大管径空间复合较强的E轴向较亮的发光第五章：辉光放电5.4正柱区宏观空间电荷密度=0正柱区=等离子区净空间电荷=0:管壁复合为主空间复合0乱向运动为主无雪崩式电离过程快电子碰撞电离带电粒子电子温度快电子碰撞电离双极性扩散引起的带电粒子损耗发光:靠激发原子而不是复合发光强度I第五章：辉光放电5.4正柱区:传导电流肖特基正柱理论(e<

8、--Nr同心阳极---ja发光强度---r第五章：辉光放电5.4正柱区:传导电流肖特基正柱理论,Da-----f(Te)----电子温度Te---pR带电粒子损耗电子温度---pR