Emissão secundária - Secondary emission

Visualização de uma avalanche de Townsend , que é sustentada pela geração de elétrons secundários em um campo elétrico
Emissão secundária usada em um tubo fotomultiplicador . Os elétrons iniciais emitidos quando a luz atinge um fotocátodo são feitos para atingir um eletrodo dínodo, eliminando mais elétrons, que atingem um segundo dínodo. Cada elétron incidente produz múltiplos elétrons secundários, de modo que a cadeia de dínodo em cascata amplifica os elétrons iniciais.

Emissão secundária em física é um fenômeno onde partículas incidentes primárias de energia suficiente , ao atingir uma superfície ou passar por algum material, induzem a emissão de partículas secundárias. O termo geralmente se refere à emissão de elétrons quando partículas carregadas como elétrons ou íons em um tubo de vácuo atingem uma superfície metálica; estes são chamados de elétrons secundários . Nesse caso, o número de elétrons secundários emitidos por partícula incidente é denominado rendimento de emissão secundária . Se as partículas secundárias são íons, o efeito é denominado emissão de íons secundários. A emissão secundária de elétrons é usada em tubos fotomultiplicadores e tubos intensificadores de imagem para amplificar o pequeno número de fotoelétrons produzidos por fotoemissão, tornando o tubo mais sensível. Também ocorre como um efeito colateral indesejável em tubos de vácuo eletrônicos quando os elétrons do cátodo atingem o ânodo e pode causar oscilação parasitária .

Formulários

Materiais emissivos secundários

Os materiais emissivos secundários comumente usados ​​incluem

Multiplicadores de fotos e dispositivos semelhantes

Em um tubo fotomultiplicador , um ou mais elétrons são emitidos de um fotocátodo e acelerados em direção a um eletrodo de metal polido (chamado dínodo ). Eles atingem a superfície do eletrodo com energia suficiente para liberar vários elétrons por meio da emissão secundária. Esses novos elétrons são então acelerados em direção a outro dinodo, e o processo é repetido várias vezes, resultando em um ganho geral ('multiplicação de elétrons') da ordem de normalmente um milhão e, assim, gerando um pulso de corrente detectável eletronicamente nos últimos dinodos.

Multiplicadores de elétrons semelhantes podem ser usados ​​para detecção de partículas rápidas como elétrons ou íons .

Aplicativos históricos

A exibição em um osciloscópio com intensidade normal.
O mesmo tubo com maior intensidade. O disco ao redor do ponto no centro é devido à emissão secundária. Os elétrons são arrancados da tela e viajam de volta para o tubo. A voltagem através do tubo faz com que eles sejam acelerados para frente novamente, atingindo a tela em uma área ampla.

Tubos de amplificação especiais

Na década de 1930, tubos de amplificação especiais foram desenvolvidos, os quais deliberadamente "dobraram" o feixe de elétrons, fazendo com que ele atingisse um dínodo para ser refletido no ânodo. Isso teve o efeito de aumentar a distância placa-grade para um determinado tamanho de tubo, aumentando a transcondutância do tubo e reduzindo sua figura de ruído. Um típico "hexodo de feixe orbital" era o RCA 1630, introduzido em 1939. Como a forte corrente de elétrons nesses tubos danificava a superfície do dínodo rapidamente, sua vida útil tendia a ser muito curta em comparação com os tubos convencionais.

Tubos de memória de computador iniciais

A primeira memória de computador de acesso aleatório usava um tipo de tubo de raios catódicos chamado tubo de Williams, que usava emissão secundária para armazenar bits na face do tubo. Outro tubo de memória de computador de acesso aleatório baseado em emissão secundária foi o tubo Selectron . Ambos ficaram obsoletos com a invenção da memória de núcleo magnético .

Efeitos indesejáveis ​​- o tetrodo

A emissão secundária pode ser indesejável, como na válvula termiônica tetrode (tubo). Neste caso, a grade de tela carregada positivamente pode acelerar o fluxo de elétrons o suficiente para causar emissão secundária no ânodo ( placa ). Isso pode dar origem a uma corrente excessiva da grade da tela. Também é parcialmente responsável por este tipo de válvula (tubo), particularmente os primeiros tipos com ânodos não tratados para reduzir a emissão secundária, exibindo uma característica de ' resistência negativa ', o que poderia fazer com que o tubo se tornasse instável. Esse efeito colateral poderia ser usado usando algumas válvulas mais antigas (por exemplo, pentodo tipo 77) como osciladores dinatron . Esse efeito foi evitado adicionando-se uma terceira grade ao tetrodo, chamada de grade supressora, para repelir os elétrons de volta à placa. Este tubo foi chamado de pentodo .

Veja também

Referências