DS1110E-100并不是均匀分布的,它可以分为近阴极区C、近阳极区A和弧柱区Z三个区域,如图2-27(a)所示。各个区域分别具有不同的特点,具体介绍如下。

近阴极区C,这一区域的长度约等于电子的平均自由行程(小于10ˉ4cm)。在此区域内聚集着大量正离子,形成正空间电荷,因而电位有一个急剧的改变―即所谓的阴极压降⒒。此处电场强度甚高(平均达104~105V/cm),这对加速正离子向阴极运动,轰击阴极表面产生二次电子发射和强场发射起着重要的作用。阴极压降的数值随阴极材料和气体介质而不同,如表2-10所示。由此表可见,阴极压降大约等于阴极材料蒸气的游离电位(因材料不同,uc可由7V到20V)。

表2-10 不同阴极材料和气体介质时的阴极压降的数值

阴极压降(V)近阳极区A,这一区域的长度约为近阴极区的几倍。在此区域内聚集着大量的电子,形成负空间电荷,因而电位也有一急剧的改变―即所谓阳极压降叽。它的数值也随阳极材料而异,例如,对铝、铜为10~11V,对铁为6~9V。由于阳极压降的数值与阴极压降相近而近阳极区较长,因而此处电场强度比近阴极区小。

阴极压降叽和阳极压降ua的数值几乎与电弧电流rh的大小无关,一般可以认为是常数。

弧柱区z,近阴极区和近阳极区之间的区域,在自由状态下近似呈圆柱形,称为弧柱区。此区域内的游离气体中,正负带电粒子数相等,故此处的气体也称为等离子体。由于不存在空间电荷,整个弧柱上的电压降相等,即弧柱中的电场强度E是一常数(如图2-27 kb)所示)。E的大小与许多因素有关,例如电极材料、电流大小、气体介质种类、气压以及介质对电弧作用的强烈程度等。

综上所述,直流电弧的电弧电压r厂h可用下式表示:

uh=yc+σa+σz=yo+EJ         (2-26)

式中 uo=yc+ya称为近极压降(V);

E一弧柱的电场强度(V/cm);

J一弧柱长度(近似等于两极之间的距离)(cm)。

按照近极压降和弧柱压降uz在电弧电压uh中所占比例的不同,可以将电弧分为长弧和短弧两类。当两极之间的距离很小,以至弧柱压降trz可以忽略不计时的电弧称为短弧。当极间距离相当长,以至uz>>u0时的电弧称为长弧。由式(2-26)可以看到,短弧的电压几触发器状态得到正间tsu。

保持时间tH信号D在CP,传送到0和Q端,许多种触发器可把十分重要触发器定时tpHL至输出端新状态稳定建立起来的时间定义为传输延迟tpLE和时间。JpLH是输出从低电平到高电平的延迟时间,tpHL则是输出从高电平到低电平的延迟时间,图能保证D状态可靠地由于技术的进步,已有保持时间降到0。这项特性在高速移位寄存器或计数器中是触发脉冲宽度tw,为保证可靠触发,要求时钟脉冲CP的宽度不小于莎w,以保证内部各门正确翻转。

最高触发频率rcmax,触发器所能响应的时钟脉冲CP最高频率,因为在CP高电平和低电平期间,触发器内部都要完成一系列动作,需要一定的时间延迟,所以对于CP最高工作频率有一个限制。

对于特定的逻辑系列,上述动态特性参数在生产厂家的数据手册中都会给出。例如,74HC74双D触发器,在vDD=6v,r=-4o~+85℃的工作条件下,上述参数的典型值为rs.=2ns,tH=O ns,tw=6 ns,umax=82MHz,tpLⅡ=tpⅡL=14 ns。

JK触发器中,输入信号J、Κ和时钟信号的关系与D触发器中D和CP的.