Словарь (стр. 18 )

•  Жузе  В.  П.,  Г у с е н к о в а Е. И., Библиография по термоэлектричеству, М.— Л.,  1963;  Иоффе  А. Ф., Полупроводни­ковые  термоэлементы,  М.— Л.,  1960.

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИ­ТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР,  представляет собой  сочетание  термоэлектрич.  пре­образователя с электроизмерит. меха­низмом пост.  тока.  Применяется для измерения силы и напряжения (реже мощности)  электрич.  тока,  особенно при несинусоидальных токах и на повыш.  частотах.

и. п. состоит из нагрева­теля — обмотки с большим уд. элек­трич. сопротивлением, по к-рой про­текает измеряемый ток, термопары,

Схема термоэлектрического измерит. при­бора (а — амперметра, б — вольтметра): 1 — нагреватель; 2 — термопара; 3 — нагрузка; 4 — добавочное сопротивление; ИМ — из­мерительный механизм.

воспринимающей темп-ру нагревате­ля, и магнитоэлектрического измери­тельного механизма, через рамку к-ро­го протекает ток, определяемый эдс термопары (рис.). Различают контакт­ные термоэлектрич. преобразователи (с гальванич. связью термопары и на­гревателя) и бесконтактные (нагрева­тель и термопара электрически изо­лированы). и. п. градуи­руется в единицах действующих значений тока и напряжения, на к-рые реагирует прибор. и. п. слабо зависят от частоты (поэтому они применяются как в цепях постоянного, так и перем. тока) и формы кривой то­ка (напряжения).

Термоэлектрич. амперметры имеют пределы измерений от 100 мкА до 50 А, частотный диапазон до 200 МГц. Сопротивление нагревателя от 0,01 Ом (для больших токов) до 200 Ом (для малых токов). Термоэлектрич. вольт­метры имеют пределы измерений от 75 мВ до 50 В, частотный диапазон до 20 - МГц, входное сопротивление от 200 Ом/В до 10 кОм/В. Осн. погреш­ность Т. и. п. в % от верхнего предела измерений 1—4%.

•  Основы  электроизмерительной  тех­ники, М., 1972; Справочник по электроизме­рительным  приборам,  2  изд.,  Л.,  1977.

.

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТЕРМО­МЕТР, прибор для измерения темпе­ратуры, основанный на Зеебека эффек­те. Состоит из термопары в кач-ве чувствит. элемента и электроизмерит. прибора (милливольтметра, автома­тич. потенциометра и др.), проградуированного в °С.

ТЕРМОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ, испускание эл-нов нагретыми телами (эмиттерами) в вакуум или др. среду. Выйти из тела могут только те эл-ны, энергия к-рых больше энергии эл-на, покоящегося вне тела (см. Ра­бота выхода). Число таких эл-нов в условиях термодинамич. равновесия, в соответствии с Ферми — Дирака распределением, ничтожно мало при темп-рах Т~300 К и экспоненциаль­но возрастает с темп-рой. Поэтому ток Т. э. заметен только для нагретых тел. При отсутствии «отсасывающего» элек­трич. поля (или при малой его величи­не) вылетевшие эл-ны образуют вбли­зи поверхности эмиттера отрицатель­ный пространственный заряд, огра­ничивающий ток Т. э. При малых на­пряжениях V<V0 между эмиттером и анодом плотность тока j~V3/2 (см. Ленгмюра формула). При V~V0 про­странственный заряд рассасывает­ся, и ток достигает насыщения j0, а при дальнейшем увеличении V — слабо растёт в соответствии с Шоттки эффектом (рис.). В сильных электрич. полях (E>106 В/см) к Т. э. добавля­ется автоэлектронная эмиссия (т е р м о а в т о э л е к т р о н н а я  э м и с с и я).

Плотность тока насыщения j0 можно вычислить по ф-ле Ричардсона — Дэшмана:

j0 = AT2ехр(-Ф/kT).  (*)

Здесь А=А0(1-r~), r~ — коэфф. отра­жения эл-нов от поверхности тела (усреднённый по энергиям); А0= 4πek2m/h3=120,4 А/см2К2 (е — заряд эл-на, т — масса эл-на); Ф — работа выхода эл-на. Ф-ла (*) получена в предположении, что поверхность эмит­тера однородна и что электронный газ в нём находится в состоянии термозависимость плотности термоэлектронного тока j от напряжения V между эмиттером и анодом j0 — ток насыщения).

динамич. равновесия. В действитель­ности равновесие нарушается отбором тока и проникновением внеш. элект­рич. поля в эмиттер, а также зависи­мостью Ф от Т. Поэтому Ф и А (обычно определяемые из 'зависимости j(Т)) не явл. константами в-ва. Для боль­шинства чистых металлов учёт ука­занных факторов приводит к значени­ям А от 15 до 350 А/см2К2.

Ф-ла (*) применима и для описания Т. э. из полупроводников. Однако влия­ние темп-ры, электрич. поля, примесей в эмиттере и т. п. на эмиссионный ток и на величины Ф и А в этом случае су­щественно иное, чем в металлах. Раз­личия обусловлены малой концентра­цией эл-нов проводимости и наличием локализованных поверхностных элек­тронных состояний, влияющих на рас­положение уровня Ферми оF для по­верхности ПП, вплоть до его «закреп­ления» в нек-рой точке запрещённой зоны (см. Поверхностные свойства по­лупроводников). При этом ни оF на поверхности ПП, ни Ф не зависят от оF в объёме (т. е. от типа и концент­рации легирующей примеси). Такое закрепление реализуется обычно в кристаллах с ковалентной связью (Ge, Si и др.), и в этом случае хар-р Т. э. такой же, как Т. э. из металлов. На чистых поверхностях ионных кри­сталлов структура поверхностных со­стояний такова, что уровень Ферми на поверхности может перемещаться внутри запрещённой зоны, следуя за его положением в объёме. Поэтому при изменении типа и концентрации примесей в объёме ПП изменяются Ф и ток Т. э. Кроме того, электрич. поле в таких ПП не экранируется за­рядом поверхностных состояний, а проникает в эмиттер на значит. глу­бину.

Поверхность большинства эмитте­ров неоднородна, на ней существуют «пятна» с разной работой выхода. Меж­ду ними возникает контактная раз­ность потенциалов и электрич. поля («поля пятен»). Эти поля создают до­полнительные потенц. барьеры для эмитируемых эл-нов, что приводит к более сильной зависимости тока от анодного напряжения (аномальный эффект Шоттки), а также увеличивает зависимость тока от Т.

Т. э. лежит в основе работы термо­электронных катодов, к-рые приме­няются во многих электровакуумных и газоразрядных приборах, в пром. установках, а также в нек-рых элек-

757

тронных  приборах  (диоды  Шоттки  и др.).

•  Добрецов  Л.  Н.,  Г о м о ю н о в а  М.  В.,  Эмиссионная  электроника, М., 1966;  Фоменко  В. С., Эмиссионные свойства  материалов,  3  изд.,  К.,  1970; Термоэлектронные  катоды,  М.,  1966.

Т.  М.  Лифшиц,  С.  Г. Дмитриев.

ТЕРМОЭЛЕКТРОННЫЙ КАТОД (термокатод), катод электровакуум­ных и газоразрядных приборов, эмити­рующих эл-ны при нагревании (см. Тер­моэлектронная эмиссия). Т. к. харак­теризуется величиной тока эмиссии I при определ. темп-ре Т, работой вы­хода Ф, временем жизни (долговеч­ностью) t, уд. мощностью накала (за­висящей от темп-ры и потерь мощно­сти Q на излучение и нагрев элементов конструкций). к. тем больше, чем больше запас активного в-ва и чем нище скорость его испаре­ния, т. е. чем ниже Т; она зависит также от условий работы (электронная и ионная бомбардировка,«отравление» остаточными газами и др.). Эффектив­ностью Т. к. наз. отношение рабочего тока к мощности накала.

Различают прямонакальные Т. к. (накаливаемые проволоки, спирали и ленты) и Т. к. косвенного подогрева с отдельным нагревателем. Наиболее распространены Т. к. на основе туго­плавких металлов (W, Та), обладаю­щих мин. отношением Ф/Q, и т. н. эффективные Т. к., состоящие из металлич. основания или пористого тела, в к-ром распределены металлы или соединения металлов 2—4-й груп­пы периодич. системы. Эти соединения в процессе термич. обработки катода (активирование) в вакууме или нейтр. газах выходят на поверхность катода и образуют слой с малой Ф. Наиболее широко применяются: оксидный катод на основе окислов щёлочноземельных металлов; вольфрамобариевый катод, состоящий из металлич. матрицы (по­рошок W), поры к-рой заполнены со­единением Ва (смесь ЗВаО, 5СаО, Аl2O3 и др.); борид-лантановый катод, где активным элементом является гексаборид La (LaB6).

•  Термоэлектронные  катоды,  М.,  1966; Никонов  Б.  П., Оксидный  катод,  М., 1979.

ТЕРМОЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕОБРА­ЗОВАТЕЛЬ (термоэмиссионный пре­образователь) энергии, устройство для непосредств. преобразования теп­ловой энергии в электрическую на основе явления термоэлектронной эмиссии. п. как плазмен­ного источника электрич. энергии основано на след. процессе: с катода (поверхность горячего металла с боль­шой работой выхода) «испаряются» эл-ны, к-рые, пролетев межэлектрод­ный промежуток, «конденсируются» на аноде (обычно холодный металл с малой работой выхода); во внеш. цепи течёт ток и т. о. совершается полезная работа. п. превышает 20%.