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Grundlagen Elektronik 1 Eigenschaften des Elektrons
- Elektronen sind die Träger der kleinsten vorkommenden elektrischen Ladungen. Dabei spielen zwei Kenngrößen des Elektrons eine Rolle.
- nach der Relativitätstheorie von EINSTEIN ist die Masse eines Körpers nicht konstant. Sie nimmt mit steigender Bewegungsgeschwindigkeit des Körpers zu. Einfluß des elektrischen Längsfeldes auf die Elektronenbewegung
- Wird ein Elektron in ein elektrisches Längsfeld gebracht wird es zum positiven Spannungspol hin beschleunigt. Die Formel dazu: v = 593,5 x ÖUa Ua = Spannung zwischen den Platten v = Geschwindigkeit Diese Gleichung hat Gültigkeit bis zu ca. 10kV. - Wie man aus der Formel ersehen kann, hat der Abstand der Elektroden keinen Einfluß auf die Geschwindigkeit. Einfluß des elektrischen Querfeldes auf die Elektronenbewegung
- Sobald das Elektron in das Querfeld gelangt, wird es nach der positiven Platte hin beschleunigt. Der Ablenkwinkel kann durch die Formel: l ist die Länge der Ablenkplatten in cm a ist der Plattenabstand in cm Uq ist die Spannung an den Ablenkplatten in V Ua ist die Spannung zur Erzeugung der Eintrittsgeschwindigkeit Vo in V
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- Bewegt sich ein Elektron in einem Magnetfeld senkrecht zur Flußrichtung, so entsteht eine Kraft, die zu einer Ablenkung führt. - Auf ein ruhendes Elektron wird im Gegensatz zum elektrischen Feld keine Kraft ausgeübt. - Gelangt das Elektron in ein homogenes Magnetfeld, so fliegt es bei senkrechtem Eintritt in das Feld auf einer Kreisbahn weiter. - Gelangt es mit einer schrägen Flugbahn in das Magnetfeld, so bewegt es sich auf einer spiralförmigen Flugbahn weiter. - Bei Fernsehbildröhren macht man beispielsweise von der magnetischen Ablenkung Gebrauch. Mit dieser lassen sich größere Ablenkwinkel und damit kleinere Baulängen der Bildröhre erreichen.
Elektroden
- bei Elektroden wird das Prinzip der Glühemission ausgenutzt. Durch Aufheizen einer Elektrode können ab einer bestimmten Temperatur Elektronen freigesetzt werden. Mit zunehmender Temperatur wird die Elektronenausbeute größer. Den maximalen Strom, den eine Katode bei vorgegebener Temperatur liefert, bezeichnet man als Sättigungsstrom. - Es gibt verschiede Arten von Elektroden:
2.1 Metallfilmkatoden sind Katoden bei denen einige Prozent Thoroxid zum Wolframpulver beigemengt wurden. Somit wird der Elektronenstrom vergrößert, da bei Thoroxid geringe Austrittsarbeit geleistet werden muß. Die Katode wird bei ca. 1750 Kelvin betrieben, daß heißt sie wird nicht bis zum Sättigungsstrom beansprucht. Das erhöht die Lebensdauer.
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Pva = Ua * Ia
Ua ist die Spannung zwischen der Katode und der Anode Ia ist der Anodenstrom ( Elektronenstrom zwischen Katode und Anode) - Primärelektronen sind Elektronen die aus der Katode austreten und in richtig der Anode beschleunigt werden. - Sekundärelektronen entstehen, wenn Primärelektronen mit hoher Geschwindigkeit auf eine Anode treffen. Es werden dadurch Elektronen aus der Anode durch den Zusammenstoß mit den Primärelektronen freigesetzt. Sie werden aus der Anode herausgeschleudert. Das Verhältnis b zwischen der Zahl der Sekundärelektronen und der Zahl der Primärelektronen wird als Ausbeute bezeichnet.
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- Bringt man zwei unterschiedlich dotierte Flächen aneinander so erhält man an der Grenzstelle einen sogenannten PN-Übergang - Da die Elektronenkonzentration im N-dotierten Teil höher ist als im P-dotierten Teil, tritt in Folge des Konzentrationsunterschieds eine Ladungsträgerwanderung ( Diffusion) ein. | ||||||||||||
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