Dioda e Gazit

Dioda e Gazit eshte nje aparature dy-elektrode te shkarkimit te gazit edhe perdore si drejtues I pakontrolluar me shkarkim ne gazet inerta ose avullit te zhives. Eshte shpikur nga shkenctari amerikan Hell ne vitin 1905.Nje diode e gazit eshte nje xhamë I mbushur me avullime te zhives ose gazara interte me nje presion te ultë mes dy elektroida: nje anode nje katode te nxehtë. Katoda zakonisht vendoset ne nje mburojë prej metal te nxehtë për të lehtesuar opercacionet me temperature te ndryshme. Anoda është e bere nga nikeli ose grafiti. Pershkak te tensioneve te larta në diodat e gazit është edhe nje pjesë tjeter e quajtur elektrode ndihmëse (katode tungsten) e cila ndohet prane anodes për të ulur tensionin fillestare

Si punon ajo

Nje diode e gazit, eksiton nje komponentë e lartë e impedancës perndryshe nga gypi thyratron. Dioda e gazit eshte premtuese per qarqet me nevoja per vlera te larta te impedancës. Kjo operon me anë te potencialit te anodes dhe ka nje leshim te rrymes prej qindra miliamper.Ky gyp ndryshe quhet edhe “plasmatron” dhe kjo vije nga anatomia e tij që e karakterzion këte gypë me karakteristika te quditshme. Plazma është nje regjion I cili ka densitet te njejtë apo te perafert mes elektroneve te lira dhe joneve positive, dhe karakterizohet me një emittim te dritës qe mund te shihet ne gypat e leshimit te gazit. Baraspesha e ngarkesave shtoja asaj edhe densitetin e larte të elektroneve and lëvishmeria e saj e bën plazmen the përques të mirë te rrymës:për të shtuar perqueshmeria eshte propocionale me densitetin e plazmes. Keshtu, brenda diodes eksiton nje plazm e perfituar që perdoret si nje përques mes katodes dhe anode . Duke kontrolluar leshimin e vogël te rrymës që vjen nga kjo plazme, ne mund te kontrollojm përqueshmërin e plazmes keshtu kontrollojm edhe rrymën katode-anode. Një preje tërthore e gypit “plasmatron” apo diodes te gazit edhe simboli I tij ne qark eshte paraqitur ne figuren 1.Potenciali $V_{1}$ krijon nje lëshim te ngarkesave mes të katodes ndihemëse edhe elektrodes kryesore, duke bere nje rryme $I1$ e cila është e limituar nga gypi modular. Ky gypë eshte nje gypë I thjeshte ashtu si 6J5. Leshimi I ngarkesave eshte pergjejses per shkallën e lartë te jonizimit, pasi që manifestohet me formimin e plazmes ne regjionin ne mes katode kryesore dhe anodes. Densiteti I plazmes rritet by qfarëdo vlere te $I_{1}$, duke forcuar lëshimin e ngarkesave nga ngushtica deri te shtyllat punuese. Kjo rritje e densitetit te plazmes shoqerohet prej faktit te parandalimit ne rrugën e leshimit te ngarkesave e rritet uljen e tensionin. Kjo pastaj ju jep ngarkesave me shume energjie dhe ata jonizohen me lehte.Jonet pozitve dhe elektronet ne plazma, te gjeneruara prej rrymes ndihmse $I_{1}$, perhapen ne fund te micas dhe disa tjera qe humben si pasojë e rekomibinimit. Rrijta e qendrushme e ngarkesave në plazma eshte nje funksione i gjenerimit edhe humbjes te ngarkesave dhe është propocionale me rrymen $I_{1}$.Keshtu nga rryma hyrese ne gypë , duke ushtruar kontroll mbi $I_{1}$ , mundet të ketë efekte në densitetin e plazmes dhe kështu edhe në perqueshmeri.

Si sillet plazma ne gypë

Pasi qe plazma eshte një përquesë I mire dhe keshtu eshte pjesë kyqe duhet te dime se si sillet ajo, kufijet e saj dhe ku lidhet ajo me kontaktin me katoden dhe anoden. Plazma reagon me nje fushe elektrike prej elektrodes duke berë një ngushticë e cila e konsumon këte fushe elektrike e quajtur mbështjells. Si pasoje e kesaj dukurie plazma nuk affektohet nga fusha gjithashu nuk kane efekte potencialet e elektrodateve. Ky mbështjells e permban fushen elektrike dhe karakterizohet me prezencen të një shume te konsiderushme te grimcave hapsinore ne elektroda. Këto grimca munden me qëne pozitive ose negative ne potencialin e elektrodave,Keshtu kur elektroda eshte negative me respekte me plazmen shumica e elektroneve do te shtyhen and mbështjellsi do te kete jone pozitive.Vlen edhe e kundërta

Kur mbështjellsi ka nje ngarkese te caktuar të një shenje , atëhere trashësia e tij eshte e lidhur me potencialin pergjate mbështjellsit edhe jepet me Eq.1

Eq 1

$j={2.33*10^{-}6 \over {\sqrt {M \over m}}}$

Njesia e ketij ekucacioni eshte $V^{s \over 2} \over d^{2}$ . Ku $j$ eshte rryma e grimcave , $V$ eshte tensioni ne mbështjells , $d$ eshte trashësia e mbështjellsit,$M$ është masa e grimcave edhe $m$ është masa e elektroneve, Madhësia e rrymës te densitetit është fiksuar nga densiteti I plazmes ngjitur me skajin e mbeshtjellsit .Ajo mund të shkruhet edhe në formen

Rryma J është e rreguluar nga densiteti I plazmes ngjitur me mbështjellsin ne qoshe edhe mund te jepet me ekucanion

Eq 2

$j=N\epsilon \ {\vec {v}}$

ku $N$ eshte densiteti I grimces per kubë centimeter , $E$ eshte ngarkesa e elektronit e shprehur kolomba, edhe v eshte shpejtësia e grimces

Karakteristika Tension-Rrymë

Një karaksteristike rrymë-tension eshte paraqitur në figuren 2. Karaktersitika duket shume e ngjashjme me nje forme të një tube vakumi pentode. Ky rezultat interesant mund te kuptohet duke konsideruar distrubucionin I cili eksition ne gypë per tensione te ndrsyhme te anodes.Ne figuren 3 jane disa mode te ndryshme te cila lidhen me tri regjione te ndryshe ab, bc, cd te karaksteristikes 8 miliampershe. Ne regjionin ab, rryma e elektroneve ne anode është e neglizhushme pershkak te voneses te madhe te fushes elektrike në capsulen e anode. Te katoda ne mund te supozojme se jane dy rryma elektrike janë duke qarkulluar. Njëra është nga elektroda prej plazmes deri tek katoda , duke shikuar Eq.2 , tjetra rrymë eshte prej katodes në plazme.Per te arritur ekuillbrimin keto dy rryma duhet të jene të barabarta , sepse pershkak të temperatures totale të lejuar prej lëshimit te rrymës është shume me e madhe sesa rryma e pare , nje fushe elektrike e vonuar ne drejtimin e treguar , duhet te paraqitet tek katoda ne menyre qe rrymat te barazohen.Ky potencial I krijuar nga keto dy fusha ka nje efekt prej një sasie prej 0.5 V , dhe vlera perfundimtare varet prej leshimit te rrymes nga katoda edhe densitetit te plasmes. Dhe per potencialin e anodes rritet per ta futur sistemin eshte tek pika C atëhere anoda ka arritur potencalin plazma dhe kollekton nje rryme te elektroneve të ciles densiteti I kesaj rryme është e jepur me Eq.2 . Rritja me e tutjshme e potencialit te anodes , korrespondon të punojë në regjionin cd , te cilen rrymës e anodes e lere te pandryshuar , si prove eshte tangjetja e karakteristikes. Keto rritje te potencialit te anodes bënje qe te rritet mbeshtjellsi i elektroneve ne anode qe jipet me $J$ ne Eq.2 dhe hapesira ne diode ne Eq.1. Fakti qe ne rryma e ngopure nuk ndodhe ne qofse ne anode ka tension negative

Rritja e Rrymes

Lidhja në mes te rrymës ndihmëse dhe rrymës kryesore eshte treguar ne fig 4. Mesatarja e tangjetes korrespondon me nje rryme te amplifikuar prej nje lidhje me 90:1 dhe duket perafersisht lineare. Por, në qofse rrymat shtyhen pas kesaj pike ku fusha e vonuar ne katode eliminohet, lëshimi I katodes I afrohet temperatures te limituar edhe lakorja ngopet me nje vlere te perafert me rrymes ne ate temperatures së limituar .Lidhja e cila e tregon shpejtësine te gjenerimit të joneve and humbjeve ne plazma, ne kendveshtrime te rrymes ndihmse, eshte e barabarte me $N$ ne Eq.2 e cila e determinon rrymën e anodes. E thëne më heret, perafërisht mes rrymave tregon qe rryma $I1$ eshte linearisht e lidhur me $I_{2}$. Pergjigja frekuencore, kthehet ne normale me rrymen DC te amplifikimit te treguar ne figuren 5. Redukimi I shpejte I cili ndodhe ne frekuenca me te medhaja se 10kHZ mundet te lidhet me kohen qe I duhet ndryshimeve ne densitetin e plazmes te ndodhin. Kohët e përfshira janë të përcaktuara nga norma e difuzionit të grimcave të ngarkuara pjesëmarrëse në sipërfaqet në dispozicion kufitare. Kjo kohë është e krahasueshme me kohë konstante dhe është e gatshme të dhe te lexushme. Vlera e tij është e tillë që të japin llogari për përgjigje per frekueneca te ndryshme. Këtë herë e plazma ndryshon direkt nga presioni gazit, propocionale me katrorit masës së gazit dhe atomet po ashtu propocionale me katrorin e dimensioneve gjeometrike të rajonit plazma

Perdorimet

Prototipe te ndryshme te gypit janë perdorur me rezultate premtuese, rezultatet ne audio output lidhjet me sisteme te spikereva, ne kontrollim te motoreve, qarqe, ne oshilatore, dhe ne qarqe te pulsit. Ndresa faktoret si jeta dhe puna uniforme duhet te kerkonja me shume studime ne detaje, parashikohet qet te mos kete probleme. Në fakt, që gypi kurrë nuk është subjekt i tensioneve të mëdha shpesh të përjetuara nga tubat si thyratrons, problemet e jetës duhet të jetë relativisht e thjeshtë, pra katoda kryesor duket të jetë i mbrojtur mirë nga jon bombardimet nga fusha e vonuar e cila ekziston rreth tij gjatë operimit.Per ta permbledhur , mund të thuhet se "plasmatron" ofron premtim të shkëlqyer për të ulët të frekuencave, aplikimet per rezistencë te larte të cilat kërkojnë një rrymë të vazhdueshme dhe te kontrolluesheme