SPACE CHARGE NEDİR ?
Space charge nedir ? Space charge’ın etkileri nedir ? Space charge nerelerde karşımıza çıkar ? Space charge nasıl kullanılır ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Space Charge nedir adlı yazımızla karşınızdayız.Space charge’ın detaylı olarak etkilerini ve kullanımını bu yazımızda irdeledik.
Başlayalım.
SPACE CHARGE
Space charge, üç boyutlu bölgeden dağıtılan elektrik yüküdür.Bir elektron tüpünde,örneğin, bir negatif yük, katottan yayılan elektronların, aniden plakaya (anot) gitmediği, ancak hareket için sonlu bir zaman gerektirdiği durumdur.
Bu elektronlar katot etrafında bir bulut oluştururlar ve bulut sürekli olarak plakaya giden ve katodun yaydığı elektronlarla yenilenen elektronlar tarafından tükenir. Negatif space charge’ı üreten bu elektron bulutudur.
Space Charge’ın bir başka örneği, iki farklı yarı iletken malzeme bir araya getirildiğinde ortaya çıkar.
Malzemelerin (verici) birindeki arayüze çok yakın olan elektronlar, termodinamik dengeyi kurmak için tipik olarak diğer malzemeye (alıcıya) göç eder.Elektronları kaybeden atomlar pozitif yüklüdür ve verici içinde sabit bir uzay yükü tabakası oluşturur.
Space Charge bir başka tanımla da ;
Belirli bir bölgede yüklerin birikmesi, space charge olarak adlandırılır.Yüklerin yoğunlaştığı alan, boş alan ya da bir dielektrik alan olabilir.Ayrıca, bu durum bulutların doğası gereği hareketli veya hareketsiz olabilir.Örneklerin yardımıyla daha iyi anlamaya çalışalım.
Örnek 1: Şimdi, bir n-tipi yarı-iletken ile temas halinde p-tipi yarı-iletken getirdiğimiz durumu düşünün.İyi bilindiği gibi, n-tipi yarı iletken malzemenin fazla elektronları bulunurken, p-tipi materyaller tükenmiştir.
Böylelikle, bu iki tür malzeme temasa geçtiğinde, elektronlar n-tipi ila p-tipi arasında hareket etmeye başlayacaktır.
Bu, birleşme yeri yakınında bulunan elektronların ve deliklerin birbirleriyle yeniden birleşmesine neden olur.Sonuç olarak, bu alan çevresindeki belirli bir bölge mobil yük taşıyıcıları tarafından tüketilecektir.
Bu bölge, hareketsiz iyonlara sahip space charge bölgesinden başka bir şey değildir.
Örnek 2: Ardından, güçle beslenen bir elektron tüpümüz olduğunu varsayalım.Böyle bir durumda, elektronlar katot terminalinden dışarı atılacak ve anot yönünde hareket etmeye başlayacaktır.
Bununla birlikte, bu elektronlar hedeflerine anında ulaşamazlar, yani yolculuklarını tamamlamak için bir miktar sonlu zaman alacaklardır.Sonuç olarak, bu elektronlar, aygıtın katot ucunun yakınında bir negatif yük bulutu oluşturan birikebilir.
Bu, uygulanan elektrik alanın etkisi altında hareket edebilen negatif alan şarj bölgesinin oluşumuna yol açar.
Örnek 2’de yüklerin birikmesine yol açan temel nedenin, toplama oranının, birikim oranına kıyasla daha az olduğu gerçeği olduğunu göstermektedir.
Yani, katot terminali anot yönünde ilerleyenlerden daha fazla sayıda elektron yaymaktadır.Bununla birlikte, şarjların, sürüklenmenin ve difüzyonun sıkışması bile alan şarj bölgesinin meydana gelmesine katkıda bulunabilir.
Dahası, space charge’ı oluşturan yüklerin polaritesi, ilişkili elektrodun ki ile aynı ise, bunlar homocharges(aynı yük) olarak adlandırılır.
Diğer taraftan, eğer kutupları birbirlerinden farklı ise, o zaman heterocharges(farklı yük) olarak adlandırılır.
Space Charge son olarak ;
Space Charge etkisi, termiyonik konvertörlerin dönüşüm verimliliğini ve çıkış gücünü etkileyerek bir zorluk oluşturmaktadır.Bunun nedeni, metal yüzey çevresinde böyle bir elektron bulutu bulunduğunda, son noktalarına ulaşması beklenen elektronlar için ek bir bariyer teşkil etmesidir.
Elektronların hareketi için bu engelleme, bulutta bulunan elektronlardan yayılan elektronlar için itme şeklinde yaşanır.
Dielektriklerde meydana gelen space charge etkisi, kapasitörler gibi elektriksel bileşenlerin bozulmasına da yol açar.Bunun nedeni, yüksek gerilimler uygulandığında, elektrottan yayılan elektrik yüklerinin onu çevreleyen gaz içinde sıkışmasıdır.
Aynı etkinin, yüksek voltajlar taşıyan güç kablolarının arızalanmasına neden olduğu da görülmektedir.
Bununla birlikte, bazı senaryolarda uzay yükü etkisinin de avantajlı olduğu görülmektedir.Örneğin, uzay yükü bölgesinin varlığı, belirli tüpler üzerinde negatif bir sapma sağlayarak, negatif bir sapma yaratır.
Bu, mühendislerin amplifikasyon süreci üzerinde daha iyi bir kontrole sahip olmalarına ve böylece verimliliğinin artmasına yardımcı olduğu için, çok yararlıdır.
Bahsedilmekte olan kayda değer bir başka örnek, space charge’ın, atış gürültüsünü azaltma eğiliminde olmasıdır.
Bunun nedeni,temelde space charge’ın, yüklerin yol boyunca kolayca hareket etmesini etkilemesidir.Bu giriş, rastgele gelen yüklerin sayısını azaltır, bu sayede atış sesinden başka hiçbir şey olmayan istatistiksel varyasyonlarını azaltır.
SPACE CHARGE NEDİR SONUÇ :
Bugünki yazımızda Space Charge Nedir adlı yazıyı sizlerle paylaştık.Space charge ile ilgili tanımlamaları ve kullanımını gördük.Umuyorum faydalı bir yazı olmuştur.
İyi Çalışmalar