Résistance négative produite par effet Ramsauer dans une triode remplie de xénon

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Submitted on 1 Jan 1965

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Résistance négative produite par effet Ramsauer dans une triode remplie de xénon

C. de Jonche, J.B. Moreau

To cite this version:

C. de Jonche, J.B. Moreau. Résistance négative produite par effet Ramsauer dans une triode remplie de xénon. Journal de Physique, 1965, 26 (8-9), pp.451-452. �10.1051/jphys:01965002608-9045100�.

�jpa-00205996�

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451.

RÉSISTANCE ^NÉGATIVE^PRODUITE^{PAR EFFET}^RAMSAUER

DANS UNE TRIODE REMPLIE DE XÉNON

Par C, ^DE^JONCHE^et ^{J. B.}MOREAU,

Conservatoire National des Arts et Métiers, Paris.

Résumé. - Nous avons construit une triode plane remplie ^de^xénon.^Lescaractéristiques Ip ⁼f(Vp) présentent ûnepente négative qui êstûneconséquence ^del’effet Ramsauer.

Abstract. 2014 We have developed ^aplanar ^triodecontaining ^{a rare}gas such as xenon. The characteristic curves Ip ⁼f(Vp) ^have^anegative slope ⁱⁿaccordance with Ramsauer effect.

LE JOURNAL PE PHYSIQUE ^TOME26, AOUT-SEPTEMPRE 1965,

La section efficace de choc élastique ^entre^les

electrons et les atomes de certains _gazrares notam- ment le xenon, passe par ^unminimum tres marqu6 lorsque l’ énergie des electrons est voisine de 1 eV.

Ce phenomene constitue 1’effet Ramsauer [1].

S. Ohara [2] ^a^montreque raccroissement rapide

de cette section efficace en fonction de l’ énergie

des electrons au-dela de ce minimum entraine

un ^«back-scattering ^{)) :}^;des electrons qui ^viennent

d’être acc6l6r6s sont alors contraints de ^ccremon-

ter » le champ. ¹¹^enresulte dans la caractéristique

d’anode Ip ⁼f(Vp) ^uneportion pr6sentant ^une

resistance negative si la triode est remplie ^degaz

rare.

Nous avons repris ^lesexperiences d’Ohara. La triode utilis6e a une structure plane. ^La^cathode

est une cathode a oxyde ^{de 25}^mm^sur¹⁰^mm⁶ chauffage indirect. Sa temperature de l’ordre de 900 °C doit etre maintenue constante au cours

des essais pour que les fluctuations de temperature

ne viennent pas perturber ^lesphenomenes ^obser-

v6s. L’anode est constituee de deux plaques ^de molybd6ne ^de^memedimension que la cathode êt situ6es a 1 mm de celle-ci. La grille êst^realiseeâ partir d’un fil de molybd6ne ^de1/10 ^mm^de^dia-

metre enroul6 en h6lice. Son _pasest 6gal ^a0,4 ^mm.

Elle est plac6e ^a^distance6gale de l’anode et de la cathode, ^soit^a0,5 ^mmde chacune. Le gaz utilise est le xenon.

Nous avons trace les caractéristiques Ip ⁼f( V p)

du courant d’anode en fonction de la difference de

potentiel appliqu6e ^entre^l’anode^etla cathode. Les deux param6tres fondamentaux sont le potentiel

de la grille ^et^lapression ^duxenon. Dans un domaine restreint de variation de ces param6tres,

la caractéristique presente ^une^section^a^resistance negative. ^Lafigure repr6sente ^troiscaracteris-

tiques pour les potentiels ^degrille ^Vg⁼1,9 volts ;

2 volts et 2,1 volts, ^lapression ^duxenon restant constante et 69ale ^a¹⁵^{torr. Le}domaine de pression dans lequel ^semanifeste le phenomene ^se

situe entre 15 torr et 25 torr. Si la pression ^est trop faible, ^leschocs sont trop peu nombreux pour

FIG. 1. ^-Caractéristiques Ip ⁼f Vp) ^àpression ^constante

pour differentes valeurs de la tension grille.

P ⁼15 mm Hg de xenon. - Vf ⁼7,5 ^V.

qu’un ^nombresuffisant d’61ectrons retournent vers

la grille. ^Par^contre,^{si elle}^esttrop 6lev6e, ^{les chocs}

sont trop ^nombreux^entrela cathode et la grille

et le courant plaque ^est^tres^faible.

11 est evident que l’allure de ^cescaractéristiques rappelle ^celled’une t6trode. On sait que la r6sis- tance negative ^d’un^tel^tubeêst^dueâuxêlectrons

secondaires qui, ^sortant ^de I’anode, peuvent

« remonter le champ ^» êt êtrecaptures ^{par la} grille-6cran. Ici, les electrons qui viennent de traverser la grille ^vontparcourir presque ^sans choc la plus grande partie de la distance grille- anode, ^carleur vitesse correspond âlorsâu^mini-

mum de la section efficace ; mais, ^dans^ceparcours, ils s’accelerent... la section efficace ^croit^{et avant} d’arriver sur ]’anode, îlsôntûne^forteprobabilite

de subir un ^«back-scattering » ^et^d’6trerenvoy6s

vers la grille ; ^ceselectrons ainsi captures ^sont

retires du courant-plaque ^et^uneresistance n6ga-

tive nait de cette extraction.

Nous avons mis a profit ^cephenomene ^pour

r6aliser un oscillateur ^«dynatron ^».^Onpolarise ^la

triode dans le domaine de la resistance negative

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphys:01965002608-9045100

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(Vg ⁼²volts, Fp ⁼3,7 volts). ^{Dans le}^circuit

de plaque ônînsereûncircuit oscillant. dont la

frequence ^deresonance est 6gale ^{a 52}kHz, ^de

façon que ]a resistance negative ^{de la}^triode^com-

pense les pertes ^du^circuit.^Lefonctionnement était satisfaisant avec une puissance ^tres^faible.

BIBLIOGRAPHIE

[1] ^RAMSAUER(C.) ^et^KOLLATH(R.), ^Ann.Physik, ^1929, 3, 536.

[2] ^OHARA(S.), ^J.Phys. ^Soc.of Japan, 1963, 18, ^852.

SUR LES CONVERTISSEURS THERMOÉLECTRONIQUES

UTILISANT UN RAYONNEMENT PHOTONIQUE COMME SOURCE IONISANTE

Par J. P. DAVID (1), ^J.^BENSIMON(2) ^et^J.MILLET (1), (1) Laboratoire de Physique ^S.^P.^{C. N.}^III,^Faculté^des^Sciences^de^Marseille.

(2) ^Centre^dePhysique Électronique ^etCorpusculaire ^dela C. S. F.

Résumé. 2014 Il semble _quela formation d’ions permettant ^lacompensation ^de^lacharge d’espace électronique soit suffisante lorsque ^lestempératures de l’émetteur sont élevées, ^ettrop ^faible

pour les températures ^voisines^de¹500 °K. Mais comme il est intéressant de faire fonctionner des convertisseurs à ces faibles températures, ^{on a}essayé ^defaciliter l’ionisation et pour cela d’étudier l’influence d’un rayonnement, ^autreque celui relatif ^àl’émetteur, ^sur^lacompensation

de la charge d’espace électronique.

On a tout d’abord envisagé d’utiliser le rayonnement ^solaire^à^{la fois}^commemoyen de trans-

port ^del’énergie thermique ^et^comme^sourced’énergies photoniques ^de^diversesfréquences capable ^defaciliter l’ionisation du gaz.

Pour étudier une telle réalisation, ^ona, simultanément, fait fonctionner des convertisseurs et commencé l’examen des mécanismes probables d’ionisation.

L’étude de ces mécanismes a suggéré d’utiliser une autre source de rayonnement, ^un^arcpartiel

au sein du convertisseur lorsque la chaleur à convertir ne provient pas ^dusoleil.

Abstract. 2014 The ^numberof positive ^ionsproduced for emitter temperatures ^above¹⁵⁰⁰^°K

is sufficient to neutralize the electron space charge. Below this temperature the process ^{is incom-}

plete.

But since it is advantageous ^tohave thermionic convertors working ^attemperatures ^below1500°K, experiments ^have^been^made^tofacilitate the neutralization. These experiments ^consisted mainly ⁱⁿstudying the influence of radiation other than the emitter radiation itself on the creation of positive ^ions.

Solar radiation which ^canbe used to heat the emitter, ^canalso be used as a photon ^source^of

various frequencies ^for^ionproduction.

Experimental convertors were heated

by solar radiation and the latter was used simultaneously

for the ionization process. Îngeneral, ^whenthe energy ^tobe converted is not solar energy the latter process suggests ^theûseôf^localârcs,between the emitter and the collector, ^{as a}possible

source of radiation.

LE JOURNAL DE PHYSIQUE ^TOME26, AOUT-SEPTEMBRE 1965,

1. Introduction. ^-Les convertisseurs ther-

moé]ectroniques a vapeur de cesium ^sontconsti- tu6s par ^un^6metteurd’electrons captant ^{la cha-}

leur a transformer ^et^uncollecteur a temperature

relativement basse ^recevantles electrons et reje-

tant la chaleur ^nontransformee. La vapeur de cesium partiellement ionis6e fournit une quantite

d’ions positifs compensant plus ^ou^{moins la}charge d’espace 6lectronique.

Dans 1 e cas de puissance electrique ^6lev6e^et^de

forts courants, ^le^courantde saturation de 1’6met-

teur, pour ûnetemperature de celui-ci voisine de 1 500 OK, êst^tressup6rieur âu^courant^d6bit6

dans le circuit ext6rieur, quelle que soit la tension recueillie. Cela laisse supposer que la compensa- tion de la charge d’espace 6lectronique êstînsuf- fisante, â^cause^sans^douted’une densite d’ions trop faible. Cette densite d’ions peut êtreêvaluee

dans le cas ou elle est d’origine thermique, par la relation de Saha, ênsupposant soit que ^toutle gaz êstâla temperature de 1’emetteur soit que,

en raison du fort gradient ^detemperature existant,